Teoria Del Fuego

jhc13/04/2023

TEORIA DEL FUEGO

TEORIA DEL FUEGO

Ing. J. Héctor Cervantes Cabello

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Es una reacción química

continua con generación de luz y calor,

en que se combinan agentes reductores

(ELEMENTOS COMBUSTIBLES) con

agentes oxidantes (OXIGENO DEL AIRE),

en presencia de calor.

Todos ellos, en cantidades

adecuadas.

EL FUEGO

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EL FUEGO

• El fuego se produce cuando algo arde (combustible) por causa de una fuente de calor y en presencia del aire, que aporta el oxigeno, generando una reacción en cadena.

• Para que se produzca la combustión, los tres elementos deben presentarse simultáneamente. Si uno de ellos falta o se separa, no hay combustión.

• Además, el combustible debe estar en estado de Gas o de Vapor.

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Fuego en estado de INCANDESCENCIA

TRIÁNGULO DEL FUEGO

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CALOR

OXÍGENO

COMBUSTIBLE

REACCIÓN EN CADENA

Fuego con presencia de LLAMA

TETRAEDRO DEL FUEGO

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SOLIDO LIQUIDO

CON LLAMAS

TIPOS DE FUEGO

INCANDESCENTE

REACCION LIBREEN CADENA

COMBINACIONSUPERFICIALRADIACION RADIACION

GAS

VAPOR

SOLIDOOXIGENO

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AL ALTERARSE EL EQUILIBRIO TÉRMICO, EL FUEGO VARÍA.

SI EL CALOR GENERADO SUPERA AL CALOR

DISIPADO, EL FUEGO AUMENTA.

A LA INVERSA, EL FUEGO DISMINUYE.

LA ENERGÍA TÉRMICA GENERADA Y LA ENERGÍA TÉRMICA QUE SE PIERDE EN EL MEDIO AMBIENTE (AMBAS MEDIDAS EN FUNCIÓN DEL TIEMPO), TIENDEN A IGUALARSE, PARA ALCANZAR UN EQUILIBRIO TÉRMICO.

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RETROALIMENTACIÓN

Combustión

Radiación Reacción en Cadena

Combustión con LLAMA

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• REACCIÓN EN CADENANO INHIBIDA.

• DIFUSIÓN Y REIGNICIÓNCONTINUA POR CALOR

DE LA LLAMA.

• COMBUSTIBLE COMOVAPOR Y/O GAS.


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LOS LÍQUIDOS Y GASES INFLAMABLES

ARDEN SIEMPRE

CON LLAMAS

LOS LÍQUIDOS Y GASES INFLAMABLES

ARDEN SIEMPRE

CON LLAMAS

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LA COMBUSTIÓN ES PRODUCIDA POR LA

GENERACIÓN DE GASES O VAPORES OBTENIDOS

POR LA OXIDACIÓN DE COMBUSTIBLES SÓLIDOS Y/O

LÍQUIDOS.

LA COMBUSTIÓN ES PRODUCIDA POR LA

GENERACIÓN DE GASES O VAPORES OBTENIDOS

POR LA OXIDACIÓN DE COMBUSTIBLES SÓLIDOS Y/O

LÍQUIDOS.

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• REACCIÓN EN CADENAINEXISTENTE.

• OXÍGENO EN CONTACTOCON LA SUPERFICIE DEL

COMBUSTIBLE.

• COMBUSTIÓN COMOSÓLIDO INCANDESENTE.

Combustión sin LLAMA (INCANDESCENTE)

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LA COMBUSTIÓN SIN LLAMA, AL ESTAR INHIBIDA

LA REACCIÓN EN CADENA (YA SEA DE FORMA NATURAL

O POR LA APLICACIÓN DE MEDIOS DE EXTINCIÓN),

DA ORIGEN AL FUEGO INCANDESCENTE.

LA COMBUSTIÓN SIN LLAMA, AL ESTAR INHIBIDA

LA REACCIÓN EN CADENA (YA SEA DE FORMA NATURAL

O POR LA APLICACIÓN DE MEDIOS DE EXTINCIÓN),

DA ORIGEN AL FUEGO INCANDESCENTE.

EN ALGUNOS COMBUSTIBLES SÓLIDOS COMO EL CARBÓN, AZÚCARES,

ALMIDONES, MADERA, PAJA, ALGUNOS PLÁSTICOS, ETC., LA COMBUSTIÓN

EMPIEZA CON LLAMA Y PASA EN FORMA GRADUAL A UNA FASE SIN LLAMA

O RESIDUAL.

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LA COMBUSTIÓN ES PRODUCIDA A NIVEL

SUPERFICIAL DEL COMBUSTIBLE SIN LA PRESENCIA

DE GASES O VAPORES.

LA COMBUSTIÓN ES PRODUCIDA A NIVEL

SUPERFICIAL DEL COMBUSTIBLE SIN LA PRESENCIA

DE GASES O VAPORES.

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1. COMBUSTIBLE1. COMBUSTIBLE

2. OXÍGENO2. OXÍGENO

3. CALOR3. CALOR

COMPONENTES BÁSICOS DEL FUEGO

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3. CALOR3. CALOR


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• Sustancia que se quema u oxida en formalenta, rápida o instantánea.• Toda sustancia susceptible de arder.

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LIQUIDOS INFLAMABLES

COMBUSTIBLE

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• El término reductor se usa para representar la reacción química que sufre un combustible desde el estado físico en que se encuentre hasta llegar a gaseoso y luego participar en la generación del fuego.

COMBUSTIBLE

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CONCEPTOS TÉCNICOS

COMBUSTIBLE

ESTADO FÍSICO

TEMPERATURA DE GASIFICACIÓN

TEMPERATURA DE IGNICIÓN

MEZCLA INFLAMABLE

PESO ESPECÍFICO

MISCIBILIDAD

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CONCEPTOS TÉCNICOS

COMBUSTIBLE

ESTADO FÍSICO



MEZCLA INFLAMABLE

PESO ESPECÍFICO

MISCIBILIDAD

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CONCEPTOS TÉCNICOS

COMBUSTIBLE

ESTADO FÍSICO

SÓLIDOS

LÍQUIDOS

GASEOSOS

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CONCEPTOS TÉCNICOS

COMBUSTIBLE

ESTADO FÍSICO

SÓLIDOS

LÍQUIDOS

GASEOSOS

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COMBUSTIBLES, ESTADO FÍSICO

SÓLIDOS

Para que un sólido arda, debe estar en estado de GAS

• Tienen forma definida.

• Tienen volumen constante

• Entre sus moléculaspredominan las fuerzasatractivas (están férreamenteunidas).

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ENTRE LOS COMBUSTIBLES SÓLIDOS TENEMOS:

• Carbón vegetal• Resinas• Plásticos• Grasas• Metales (Aluminio, Magnesio)• Elementos no metálicos (Azufre, Fósforo)• Sustancias con celulosa (Madera, Papel, Textiles)

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CONCEPTOS TÉCNICOS

COMBUSTIBLE

ESTADO FÍSICO

SÓLIDOS

LÍQUIDOS

GASEOSOS

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LÍQUIDOS

Para que un líquido arda, debe estar en estado GASEOSO

• Tienen volumen, pero carecen de forma propia y adoptan la forma del recipiente que los contiene.

• Las fuerzas moleculares están casi en equilibrio, con ligero predominio de las atractivas.

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ENTRE LOS COMBUSTIBLES LÍQUIDOS TENEMOS:

• Petróleo crudo y sus derivados (Gasolina, Kerosene, etc.)

• Algunos alcoholes.

• Aceites

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CONCEPTOS TÉCNICOS

COMBUSTIBLE

ESTADO FÍSICO

SÓLIDOS

LÍQUIDOS

GASEOSOS

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GASEOSO


Recuerde, lo que arde son siempre los GASES

• Carecen de volumen y formapropia (adoptan la de losdepósitos que los contiene).

• Entre sus moléculas predomina la fuerza de repulsión (de ello proviene su gran expansibilidad).

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ENTRE LOS COMBUSTIBLES GASEOSOS TENEMOS:


• Acetileno• Amoniaco• Butano• Hidrógeno• Metano• Propano• Gas de hulla

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CONCEPTOS TÉCNICOS

COMBUSTIBLE

ESTADO FÍSICO

SÓLIDOS

LÍQUIDOS

GASEOSOS

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CONCEPTOS TÉCNICOS

COMBUSTIBLE

ESTADO FÍSICO



MEZCLA INFLAMABLE

PESO ESPECÍFICO

MISCIBILIDAD

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• Es la temperatura mínima a la cual un Combustibledesprende vapores en cantidad suficiente para formar

una mezcla inflamable con el aire ambiente.

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37,8 º C

KEROSENE KEROSENE GASOLINA

20,0 º C

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SOBRE LA BASE DE SU TEMPERATURA DE GASIFICACIÓNPODEMOS CLASIFICAR LOS LÍQUIDOS EN:

• COMBUSTIBLES

• INFLAMABLES

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CONCEPTOS TÉCNICOS

COMBUSTIBLE

ESTADO FÍSICO



MEZCLA INFLAMABLE

PESO ESPECÍFICO

MISCIBILIDAD

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- Es la temperatura mínima a la cual un combustiblecomienza a arder con una combustión sostenida.

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255 º CKEROSENE GASOLINA

371 º C


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CONCEPTOS TÉCNICOS

COMBUSTIBLE

ESTADO FÍSICO



MEZCLA INFLAMABLE

PESO ESPECÍFICO

MISCIBILIDAD

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MEZCLA INFLAMABLE( Rango de inflamabilidad )

Para que una sustancia arda, no sólo se requiere que este gasificado, sino que además estos vapores o gases esten mezclados en determinados porcentajes con el oxigeno del aire.

Esta mezcla inflamable comprende una escala variable de porcentaje de gases o vapores y oxigeno del aire, que es propia para cada combustible.

Ej. Kerosene Limite superior : 5,0 % Limite inferior : 0,7 %

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• Para que el kerosene se encienda se necesita entre 0,7 % a

un 5,0 % de gases o vapores inflamables y el porcentaje

restante de aire para completar el 100 %.

5,0 % de gases 95,0 % de aire

100,0 % mezcla óptima

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- Los porcentajes de gas en la mezcla con el airecomprendidos entre el límite inferior y superior,

reciben el nombre de Rango de Inflamabilidad de losgases combustibles.

Límite Superior

Límite Inferior

RANGO DE INFLAMABILIDAD

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Mezclas inflamables

Mezcla rica: Es cuando el porcentaje de gases o vapores excede el límite

superior, es decir que existe demasiado gas y un bajo porcentaje de aire.

Mezcla pobre: Esto corresponde cuando el gas o vapor se encuentra bajo el

límite inferior, es decir existe demasiado aire y poca cantidad de gases o vapores inflamables

Mezcla óptima: Es cuando los gases o vapores se encuentran entre el rango

superior e inferior.

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CONCEPTOS TÉCNICOS

COMBUSTIBLE

ESTADO FÍSICO



MEZCLA INFLAMABLE

PESO ESPECÍFICO

MISCIBILIDAD

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PESO ESPECÍFICO

Peso específico del AGUA = 1

Es la relación que existe entre el peso de una substanciay el peso del mismo volumen de otra substancia.

Normalmente, se expresa como la relación entre el pesode una substancia y el peso de igual volumen de AGUA

al que se le asigna el valor 1

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PESO ESPECÍFICO

El LÍQUIDO COMBUSTIBLE,

al ser más liviano,

tiende a flotar sobre

el agua.

GasolinaPeso Específico = 0.75

AguaPeso Específico = 1

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Explosión volumetrica

Cuando una sustancia se encuentra sometida a altas

temperaturas y a ésta se le aplica agua como agente extintor

(teniendo el mismo peso especifico ambos), y considerando que

el agua al hervir aumenta su volumen alrededor de 1800 veces a

los 100 °C, ésta al ocupar dicho espacio, desplazará la sustancia.

Ejemplo:

Cuando se fríen papas fritas, éstas conservan gotas de agua al ser lavadas y al entrar en contacto con el aceite caliente se produce el crepitar debido a la reacción de ambas sustancias, desplazando el aceite en todas las direcciones.

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CONCEPTOS TÉCNICOS

COMBUSTIBLE

ESTADO FÍSICO



MEZCLA INFLAMABLE

PESO ESPECÍFICO

DENSIDAD DE VAPORES

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DENSIDAD DE VAPORES

Algunos GASES o VAPORES al ser más pesados que el AIRE, se desplazan al nivel del piso.

Densidad del AIRE = 1

GAS

GASLICUADO

CORRIENTE DE AIRE

GAS MÁSPESADO QUE EL

AIRE

TIENDE A DEPOSITARSEEN LAS PARTES BAJAS

DEL TERRENO

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TABLA DE PROPIEDADES DE LÍQUIDOS INFLAMABLES

DensidadesVaporLíquido

Rango Inflam.Máx.Mín.

Tº deIgnic.

Tº deGasif.

LÍQUIDOS

GASOLINA - 42 371 1,4 7,6 0,75 3,40

PARAFINA 38 255 0,7 5,0 1,00 4,50

ACETONA - 17 500 2,6 12,8 0,79 2,00

BUTANOL 28 343 1,4 11,2 0,80 2,55

ETER ETÍLICO - 45 180 1,9 48,0 0,71 2,59

ETANOL 12 422 4,3 19,0 0,79 2,59

METANOL 11 463 7,3 36,0 0,79 1,10

PROPANOL 15 371 2,1 13,5 0,80 2,07

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TABLA DE PROPIEDADES DE GASES INFLAMABLES

DensidadesDel Vapor

Rango Inflam.Máx.Mín.

Tº deIgnic.

GASES

ACETILENO 335 2,5 81,0 0,90

AMONIACO 651 16,0 25,0 0,60

BUTANO 430 1,9 8,5 2,01

MONÓXIDO DE CARBONO 651 12,5 74,0 0,96

CICLOPROPANO 497 2,4 10,4 1,45

HIDRÓGENO 585 4,0 75,0 0,07

METANO 537 5,3 14,0 0,55

PROPANO 466 2,2 9,5 1,56

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CONCEPTOS TÉCNICOS

COMBUSTIBLE

ESTADO FÍSICO



MEZCLA INFLAMABLE

PESO ESPECÍFICO

DENSIDAD DE VAPORES

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3. CALOR3. CALOR


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EL AIRE

Es una mezcla de

21% de Oxígenoy

78% de Nitrógeno

También contiene anhídrido carbónico,vapor de agua

y los llamados gases inertes.

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EL OXÍGENO

Sustancia no metálica,normalmente en estado de gas,

que forma la parte respirable de aire.

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8OXIGENO

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EL OXÍGENO• Muy abundante en la naturaleza.

• Incoloro, inodoro y no tiene sabor.

• Se combina con el hidrógenopara formar el agua.

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EL NITRÓGENO

• Componente más abundante en el aire.

• Gas muy inactivo.

• No participa en la combustión.

• Rebaja la concentración de oxígeno del aire.

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14

NITROGENO

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OXIDACIÓN

Reacción química en la cual una sustancia

se combina con el Oxígeno, proceso en el

cual se libera calor.

La reacción puede ser lenta o rápida.

• Si el proceso es rápido, se llama COMBUSTIÓN.• Una oxidación lenta tiene lugar cuando el hierro se oxida.

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OXIDACIÓN

Normalmente el agente oxidante es el oxigeno

del aire, sin embargo existen algunos

compuestos que liberan su propio oxigeno

durante la combustión (ej. El nitrato de sodio y

el cloruro de potasio, los cuales pueden arder

en un ambiente sin oxigeno).

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COMBUSTIÓN ESPONTÁNEA

Es el resultado de reacciones químicas

que generan un lento desprendimiento

de calor causado por la oxidación de combustibles.

Ejemplo: Lana, Carbón en polvo, etc.

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COMBUSTIÓN ESPONTÁNEA

¿Cómo un montón de residuos de algodón impregnados

en aceite puede comenzar a arder en un lugar mal ventilado?

El aceite se oxida, liberando calor. Debido a que se encuentra

aislado, el calor no puede disiparse y por lo tanto, la temperatura

se eleva. Al suceder esto, el oxígeno se combina con mayor facilidad

con el material combustible, lo que a su vez libera más calor, en una

acumulación continua que puede alcanzar la temperatura de

ignición, lo que provoca que el algodón arda.

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3. CALOR3. CALOR


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EL CALOR

El Calor es una de las formas en que se presenta

la energía, la que se pone de manifiesto al

transferirse ésta de un cuerpo de mayor temperatura

a otro que está a temperatura menor.

Una sustancia libera calor cuando, estandoen un determinado nivel de energía, pasa

a un nivel de energía inferior.

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EL CALOR

EL PELIGRO DE INCENDIOno depende tanto de la

intensidad del calor que genereuna fuente dada, sino de la RELACIÓN que exista entreel CALOR GENERADO y el

CALOR DISIPADO.

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GENERACIÓN DE CALOR

- MECÁNICA

- ELÉCTRICA

- QUÍMICA

- NUCLEAR

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TRANSFERENCIA DE CALOR

CONDUCCIÓN

Es la transmisión de la energía

calórica por contacto directo,

entre una fuente con mayor

temperatura que la otra,

y depende de la

CONDUCTIVIDAD TÉRMICA

de los materiales, y del

AREA del medio conductor.

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RADIACIÓN

El calor es transferido de un

cuerpo a otro por ondas a

través del espacio intermedio.

El calor radiado no es

absorbido por el aire y, al igual

que la luz, viaja en línea recta.

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CONVECCIÓN

El Calor se transfiere por un

MEDIO EN CIRCULACIÓN,

ya sea gas o líquido. El aire

caliente se expande y se eleva,

y por esta razón el calor se

transfiere por convección,

lo hace principalmente

hacia arriba.

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3. CALOR3. CALOR


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¿ INCENDIO ?

¿ AMAGO ?

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AMAGOFuego incipiente,

descubierto y extinguido

oportunamente.

INCENDIOFuego en descontrol que pone en

peligro la vida, la naturaleza,

el medio ambiente y los bienes.

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FASES DE UN INCENDIO

Primera Fase:

Inicial o Incipiente.

Segunda Fase:

Generación de llamas ( Combustión Libre ).

Tercera Fase:

De rescoldo o latente ( Arden sin llamas ).

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Fase INICIAL

Temperatura ambiente 38°

Disponibilidad de oxigeno del aire 20%

• En esta fase la disponibilidad de oxigeno es abundante, la temperatura aún no ha llegado a su punto máximo, la corriente térmica sube y se acumula en la parte superior, la respiración no es aún dificil.

• La extinción del fuego no resulta difícil ya que se puede acceder al fuego y extinguir con agua u otro agente extintor.

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Fase INICIAL

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Fase DE COMBUSTIÓN LIBRE

Temperatura ambiente 750°

Reducción considerable del oxigeno del aire

• El fuego va consumiendo todos los combustibles, el abastecimiento de oxigeno esta siendo disminuido, el calor se acumula en las partes superiores, respiración difícil, uso de equipos de protección y respiración obligatorio.

• Extinción por medio de agua con buena producción de neblina.

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Fase SIN LLAMA Temperatura ambiente 600°

Disponibilidad de oxigeno menor al 15%

Gran acumulación de humos y gases.

• Temperaturas muy altas que sobrepasan las temperaturas de ignición, generación de grandes porcentajes de humos y gases, respiración normal imposible, la diferencia de oxigeno puede generar una explosión de humo.

• Extinción por método indirecto, ventilación adecuada y producción de vapor por medio de chorros de neblina.

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Fase SIN LLAMA

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EXPLOSIÓN POR FLUJO REVERSO(Backdraft)

En la fase latente del fuego, la combustión es incompleta

debido a que no existe suficiente oxígeno para alimentar

el fuego. En cambio, en la fase de libre combustión, el

calor generado se mantiene y las partículas de carbón

que no se han quemado están esperando que se le

suministre más oxígeno para entrar en una rápida, casi

instantánea combustión.

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BACKDRAFT

Una adecuada

ventilación liberará el

humo y los gases

calientes, no

consumidos de las

áreas superiores del

recinto.

Una inadecuada ventilación, en ese momento, sólo proveerá

el peligroso componente faltante: el oxígeno

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BACKDRAFT

Cuando ya no se dispone de oxígeno, el carbono es liberado

en el humo.

Este es un signo de alerta de una posible explosión por flujo

reverso y se visualiza a través del humo denso y negro

(saturado de carbono).

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BACKDRAFT

• Humo bajo presión.

• El humo negro se convierte en denso y amarillo grisáceo.

• Temperatura excesiva confinada.

• Llama muy escasa y poco visible.

• El humo sale de la edificación a intervalos o en bocanadas.

• Ventanas ahumadas.

• Sonido estruendoso.

• Rápido movimiento del aire hacia el interior cuando se

hace una abertura.

CARACTERÍSTICAS QUE PUEDEN INDICAR CONDICIÓN DE BACKDRAFT

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BACKDRAFT

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BACKDRAFT

Estas condiciones pueden resultar menos peligrosas, con

una adecuada ventilación.

Si la edificación es abierta en el punto más alto disponible, se

liberan los gases calientes y el humo, reduciendo así la

posibilidad de una explosión.

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INFLAMACIÓN SÚBITA GENERALIZADA(Flashover)

Ocurre cuando un local u otra área se calienta al

punto en que la llama se propaga por sobre toda la

superficie del área.

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FLASHOVER

La causa no es atribuible al excesivo desarrollo de calor

generado por el fuego en sí mismo, sino que a medida que el

fuego continúa ardiendo, todos los materiales contenidos en

el área del incendio, son calentados gradualmente, hasta su

temperatura de ignición.

Cuando alcanzan este punto, ocurre una ignición simultánea

y el área se envuelve completamente en llamas.

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FLASHOVER

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CLASIFICACIÓN DE LOS FUEGOSNorma Chilena 934.Of94

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A

CLASE A

Combustibles comunestales como, madera, ropa,

papel, goma, y algunosplásticos.

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Fuegos en líquidos inflamables,aceites, grasas, alquitranes, pinturas a base de aceites,lacas y gases inflamables.

B3

LIQUIDOS INFLAMABLES

CLASE B

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Fuegos que involucran equiposeléctricos energizados, donde esimportante la no conductividad

eléctrica del agente de extinción.

C

CLASE C

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Fuegos en metales combustibles,tales como magnesio, titanio, circonio,

sodio, litio y potasio, que al arder alcanzantemperaturas muy elevadas

(2700 a 3300 ºC).

D

CLASE D

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Clase "K" una nueva clasificación de fuegos

Luego de varios años de intensos ensayos se ha clasificado

un nuevo tipo de fuegos, el "clase K", dentro de las normas standard

NFPA-10 y U.L. de EEUU acerca de protección contra incendio

dentro de cocinas de restaurantes.

Toda nueva instalación para cocinas debe contar con un sistema de extinción

de clase K. Es por ello que se ha desarrollado este extintor portátil,

con una solución base de acetato de potasio mezclada con agua,

que lo hace ideal en freidoras en donde se utilizan aceites vegetales

o animales y grasas logrando un excelente potencial extintor a la vez

de evitar dañar las instalaciones con derrames de polvos químicos.

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Clase "K" una nueva clasificación de fuegos

Fuego en cocinas:

Aceites vegetales o animales y grasas

- Extintor para cocinas

a base de acetato de potasio.

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COMBUSTIÓN, TIPOS Y RESULTADOS

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COMBUSTIÓN


TIPOS DE COMBUSTIÓN

COMBUSTIONES LENTAS

COMBUSTIONES RÁPIDAS EXPLOSIONES

DEFLAGRACIÓN

DETONACIÓN

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RESULTADOS DE LA COMBUSTIÓN


• HUMO

• LLAMA

• CALOR

• GASES

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F I N

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¡GRACIAS POR SU ATENCION !

JAIME SANDOVAL G.

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