- Componentes necesarios para que ocurra la combustión
- El Triángulo del Fuego
- Leyes fundamentales de la propagación del fuego
- Etapas en el desarrollo del incendio
- Productos de la combustión
- Control de los Incendios
- Productos para la extinción
- Agentes para combatir el fuego
COMPONENTES NECESARIOS PARA QUE OCURRA LA COMBUSTION
Un incendio es en realidad el calor y la luz (llamas) que se produce cuando un material se quema o pasa por el proceso de combustión. El proceso por el cual una sustancia se quema es una reacción química entre un material combustible y oxígeno, o sea combustión. En este proceso se libera energía en forma de calor.
Un incendio se produce por la presencia de cuatro elementos básicos: calor o fuente de ignición, material combustible, una concentración apropiada de oxígeno y la reacción en cadena. Se acostumbra visualizar la relación de estos cuatro elementos como una pirámide en la que cada elemento representa un lado y se unen en una relación simbiótica o mutuamente beneficiosa.
El primero de estos factores necesarios, el combustible: puede ser cualquiera entre millares de materias: carbón, gasolina, madera, etc. En su estado normal, sólidos o líquido, ninguno de estos materiales arde. Para que ardan necesitan convertirse antes en gas.
El segundo factor esencial para que el fuego arda es el calor: este es el que nos da la temperatura necesaria para convertir en gas al combustible, de manera de arder. Algunos combustibles se convierten en gas (se gasifican o se volatilizan) a temperaturas mas altas. Sabemos que necesitan menor calor para volatilizar la gasolina y hacer que arda, el que necesita para lograrlo con madera o carbón.
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El tercer factor para que el fuego arda, es el oxígeno: para provocar la ignición y comenzar a arder, el fuego necesita oxígeno.
El último factor para que el fuego arda es una fuente de ignición: cualquier instrumento que desencadene el fuego.
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TETRAEDRO QUE SIMBOLIZA EL INCENDIO
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Si uno de estos elementos no existe o se elimina, no hay o se termina el incendio. Este principio se utiliza para la extinción de incendios:
Enfríe el incendio: El agente común es el agua. Se aplica comúnmente en forma de torrente sólido, ducha fina o orada a espuma.
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Elimine el Oxígeno: el material que se está quemando con una manta, con una tapa, tierra, espuma o con Cuando utiliza un extintor lo que normalmente hace es cubrir el área del incendio de un gas más pesado que él
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Elimine el Material Combustible: Aleje el material combustible o cierre la fuente, siempre y cuando esto no ponga en peligro su vida o la de los demás.
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Interrumpa la Reacción en Cadena: En el desarrollo del incendio, las formar la llama. Al llegar a esta etapa se forman radicales libres, vitales para que se sostenga el incendio. Los compuestos químicos en los extintores captura radicales libres e en cadena. Otros el dióxido de reacción en ligeramente
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Leyes fundamentales de la propagación del fuego:
La transferencia de Calor
El calor puede viajar a través de una edificación incendiada por uno o más de los tres fenómenos comúnmente como conducción, convección y radiación. Debido a que la existencia de calor dentro de una sustancia es causada por La acción de las moléculas, mientras mayor sea la actividad molecular, mayor será La intensidad de calor. Cierto número de leyes naturales de la física se encuentran involucrados en la transmisión del calor. Una de ellas es llamada la Ley del Flujo del Calor, que especifica que el calor tiene la tendencia de fluir desde una sustancia caliente a una sustancia fría. El más frío de los dos cuerpos en contacto absorberá calor hasta que ambos objetos estén a la misma temperatura.
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Conducción
El calor puede ser conducido de un cuerpo a otro por contacto directo de dos cuerpos o por intermedio de un medio conductor. La cantidad de calor que será transmitida y su rango de transferencia dependerán de la conductividad del material a través del cual el calor está pasando. No todos los materiales tienen la misma conductividad de calor. El aluminio, el cobre y el acero son buenos conductores. Los materiales fibrosos, tales como tela y papel son deficientes conductores.
Los líquidos y los gases son deficientes conductores de calor debido al movimiento de sus moléculas. El aire es también un conductor relativamente deficiente. Ciertos materiales sólidos cuando son divididos en fibras y embalados en capas constituyen buenos aislantes debido a que el material en si mismo es un conductor deficiente y además existen ciertos espacios de aire dentro de las capas.
Las paredes dobles de edificios que tienen un espacio de aire proporcionan un aislamiento adicional.
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Convección
La convección es la transferencia de calor debido al movimiento de aire o de liquido. Cuando el agua es calentada en un recipiente de vidrio, se puede observar el movimiento dentro del recipiente. Si se añade cierta cantidad de arena, el movimiento se hace más aparente. A medida que el agua es calentada, se expande y se hace ligera, produciendo el movimiento hacia arriba. De la misma manera, el aire se calienta cerca del radiador de vapor por conducción. A medida que el aire calentado se mueve hacia arriba, el aire frío toma su lugar en la parte inferior. Cuando los líquidos y gases son calentados, comienzan un movimiento dentro de ellos mismos. Este movimiento es diferente al movimiento molecular discutido en la conducción del calor y es conocido como transferencia de calor por convección.
El aire caliente en una edificación se expandirá y elevara. Por esta razón, el fuego que se propaga por convección, lo hace mayormente en dirección ascendente, aunque las corrientes de aire pueden llevar calor en cualquier dirección. Las corrientes de convección son generalmente la causa del movimiento del calor de un piso a otro, de un salón a otro y de un área a otra. La propagación del incendio por pasillos, escaleras y ductos de ascensores, entre paredes, y a través de las fachadas son principalmente causadas por la convección de corrientes calientes y esto conlleva mayor influencia en cuanto a la posición de ataque del incendio y ventilación que se ha producido por la radiación y la conducción.
Otra forma de transferencia de calor por convección es por contacto directo de la llama. Cuando una sustancia es calentada hasta el punto donde se generan vapores inflamables, estos vapores pueden entrar en ignición generando una llama. A medida que otros materiales inflamables entran en contacto con vapores encendidos, o llamas, los mismos. pueden ser calentados hasta una temperatura donde ellos también pueden entrar en ignición.
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Radiación:
El calor del sol se siente tan pronto como aparece. Cuando el sol se oculta, la tierra comienza a enfriarse con una rapidez similar. Nosotros llevamos una sombrilla para protegernos del calor del sol. Un chorro de neblina interpuesto entre el bombero y el fuego minimizará el calor que recibe el bombero. Aunque el aire es un deficiente conductor, resulta obvio que el calor puede viajar donde la materia no existe.
Este fenómeno de transmisión del calor se conoce como radiación de las ondas de calor. Las ondas de luz y calor son similares en naturaleza, pero difieren en la longitud del ciclo. Las ondas de calor son más largas que las ondas de luz y son llamadas algunas veces rayos infrarrojos. El calor de radiación viajara a través del espacio hasta que alcanza un objeto opaco. A medida que el objeto es expuesto al calor por radiación, emitirá calor de radiación desde su superficie. El calor por oxidación es una de Las mayores fuentes de proporción de incendios, y su importancia demanda atención inmediata en aquellos puntos donde la exposición a la radiación resulta severa.
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ETAPAS EN EL DESARROLLO DEL INCENDIO
No todos los incendios se desarrollan de la misma forma, aunque todos pueden pasar por cuatro etapas de desarrollo, si no se interrumpe a tiempo. Para detener a tiempo cualquier incendio que se desarrolle cerca de nosotros es importante saber esta información.
Etapa incipiente: Se caracteriza porque no hay llamas, hay poco humo, la temperatura es baja; se genera gran cantidad de partículas de combustión. Estas partículas son invisibles y se comportan como gases, subiéndose hacia el techo. Esta etapa puede durar días, semanas y años (un árbol de Sequoia en California, en cuyo tronco una persona echó un cigarrillo prendido, estuvo en esta etapa durante tres años).
Etapa latente: Aún no hay llama o calor significativo; comienza a aumentar la cantidad de partículas hasta hacerse visibles; ahora las partículas se llaman humo. La duración de esta etapa también es variable.
Etapa de llama: Según se desarrolla el incendio, se alcanza el punto de ignición y comienzan las llamas. Baja la cantidad de humo y aumenta el calor. Su duración puede variar, pero generalmente se desarrolla la cuarta etapa en cuestión de segundos.
Etapa de calor En esta etapa se genera gran cantidad de calor, llamas, humo y gases tóxicos.
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Cuando un material (combustible) se enciende, el mismo experimenta un cambio químico. Ninguno de los elementos que constituyen el material son destruidos en el proceso, pero toda la materia es transformada en otra forma o estado. Aun cuando se encuentren dispersos, los productos de la combustión son iguales en peso y volumen a aquellas de combustible de la combustión. Cuando un combustible se incendia se generan cuatro productos de combustión: gases, llama, calor y humo.
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Un combustible incendiando genera nuevos y numerosos productos de combustión.
El calor es una forma de energía que es medida en grados de temperatura para significar su intensidad. En este sentido, el calor es el producto de la combustión responsable por la propagación del incendio. En sentido fisiológico, es el causante directo de las quemaduras y otras formas de lesiones personales. Las lesiones causadas por el calor incluyen la deshidratación, agotamiento, y lesiones a las vías respiratorias, además de las quemaduras.
La llama es lo visible, el cuerpo luminoso de un gas en combustión. Cuando un gas en combustión se combina con la adecuada cantidad de oxigeno, la llama se hace más caliente y menos luminosa. Esta pérdida de luminosidad se debe a la completa combustión del carbón. Por esta razones, la llama es considerada como producto de la combustión. El calor, el humo y el gas sin embargo, pueden generar cierto tipo de incendios latentes sin la evidencia de llama.
El humo encontrado en la mayoría de los incendios consiste en una mezcla de oxigeno, nitrógeno, bióxido de carbono, monóxido de carbono, diminutas partículas de carbón y productos derivados que han sido liberados de los materiales involucrados.
Algunos materiales emiten más humo que otros. Los combustibles incluidos por lo general generan un denso humo negro. Los aceites, pinturas, barnices, melazas, azúcar, gomas, azufre y muchos plásticos también emiten por lo general grandes cantidades de humo negro.
TEORIA DE LA EXTINCION DEL FUEGO
La extinción del fuego está basada en la interrupción de uno o más factores de los elementos esenciales del proceso de combustión. La combustión con llama puede ser extinguida reduciendo la temperatura, eliminando el combustible, oxigeno, o deteniendo la reacción química en cadena. Si el fuego se encuentra en su etapa latente, solamente existen tres opciones para la extinción: reducción de la temperatura, eliminación del combustible, y dilución del oxigeno.
Extinción por Reducción de Temperatura:
Uno de los métodos más comunes de extinción es por enfriamiento con agua. El proceso de extinción por enfriamiento depende del enfriamiento del combustible hasta el punto donde no se produzcan vapores suficientes que se puedan encender. Si observamos los tipos de combustibles y la ducción de vapor, encontraremos que los combustibles sólidos y líquidos, y gases inflamables con un bajo punto de ignición no pueden ser extinguidos por enfriamiento con agua debido a que la producción de vapor no puede ser reducida significativamente. La reducción de temperatura depende de la aplicación de un caudal adecuado, y en forma apropiada para así lograr establecer un balance negativo de calor.
Extinción por Eliminación del Combustible:
En algunos casos, un incendio puede ser extinguido eficientemente con la remoción de la fuente de combustible. Esto se puede lograr deteniendo el flujo de un combustible liquido o gaseoso, o removiendo el combustible sólido del área del gaseoso del incendio. Otro método de remoción del combustible es el permitir que el incendio continúe hasta que el combustible sea consumido.
Extinción por Dilución de Oxigeno:
El método de extinción por dilución del oxigeno es la reducción de la concentración de oxigeno dentro del área de incendio. Esto se puede lograr se introduciendo un gas inerte dentro del incendio o separando el oxigeno del combustible.
Este método de extinción no será efectivo en materiales auto-oxidantes o en ciertos metales que sean oxidados por efectos del bióxido de carbono o nitrógeno, dos de los más comunes agentes extintores.
Extinción por Inhibición Química de la Llama:
Algunos agentes extintores, tales como el polvo químico seco y el halon, interrumpen la producción de llama en la reacción química, resultando en una rápida extinción. Este método de extinción es efectivo sólo en combustibles líquidos y gases ya que ellos no pueden arder en la forma de fuego latente. Si se desea la extinción de materiales en la fase latente, se requiere contar con capacidad adicional para enfriamiento.
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CLASIFICACION DE LOS INCENDIOS Y METODOS DE EXTINCIÓN
Incendios Clase A:
Incendios donde se involucran materiales combustibles ordinarios tales como madera, ropa, papel, goma y algunos plásticos.
El agua es utilizada para efectos del enfriamiento a fin de reducir Ia temperatura de los materiales incendiados por debajo de su temperatura de ignición.
Incendios Clase B:
Incendios que involucran líquidos inflamables, grasas y gases.
El efecto de sofocación por exclusión del oxigeno es el más efectivo. Otro método de extinción incluye la remoción del combustible y reducción de la temperatura.
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Incendios Clase C:
Incendios que involucran equipos eléctricos energizados.
Este tipo de incendios pueden ser controlados por medio de un agente extintor no conductor. El procedimiento de seguridad es el de tratar de desenergizar los circuitos de alto voltaje y tratarlo como un incendio clase A o B, dependiendo del combustible involucrado.
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Incendios Clase D:
Incendios que involucran metales combustibles, tales como magnesio, titanio, circonio, sodio y potasio.
Las altas temperaturas de algunos metales en combustión hacen que el agua y otros agentes extintores comunes resulten ineficientes. No hay disponible un agente que efectivamente controle incendios en todo tipo de metales combustibles. Existen agentes extintores especiales para el control de incendios para cada uno de los metales y son identificados específicamente para ese metal.
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Incendio | Tipos de Materiales | Método de Extinción |
Clase A
| Combustibles ordinarios como:
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Clase B
| Incendios que involucran:
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Clase C
| Incendios que involucran:
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Clase D
| Incendios que involucran metales Combustibles tales como:
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AGENTES PARA COMBATIR EL FUEGO
Son variados los agentes extintores utilizados en los equipos portátiles, por lo cual, resulta también variado el grado de efectividad de cada uno de ellos y las limitaciones en cuanto a su aplicabilidad. Se pueden clasificar en:
Agua:
Por su abundancia resulta el más común en las operaciones de extinción de incendios. Su acción extinguidora esta fundamentada en el enfriamiento de la materia en combustión. Se aplica bajo la forma de un chorro a presión, o también como un rocío muy fino sobre toda la superficie encendida. Es bien, en grandes cantidades arrojadas a través de mangueras o rociadores sobre cantidades de aceite relativamente pequeñas.
Este agente extinguidor sólo puede ser aplicado en los fuegos CLASE "A", y en algunos casos en fuegos CLASES "B", como los incendios de petróleo, donde se debe aplicar en la forma descrita. Nunca deben usarse en los fuegos CLASE "C", y menos aun en los fuegos CLASE "D".
Espuma:
La espuma se puede producir mezclando una solución de sulfato de aluminio con otra de bicarbonato de Sodio y agregándole un estabilizador. En los equipos portátiles la espuma es producida por la reacción de las dos soluciones señaladas, originándose una presión interna como consecuencia de la generación de gas carbónico, capaz de impeler la espuma a una distancia de siete (7) metros.
La espuma eliminará el oxigeno al formar una capa que impide el paso del aire, y además, enfría un poco. Se aplica en forma de una capa que cubra la superficie del líquido en combustión. Sin embargo, en muchos casos, los vapores que se desprenden de las sustancias en combustión atraviesan la capa de espuma, y si su concentración es suficiente, arderán encima de ella.
Es especialmente útil en la extinción de los fuegos CLASE B, y en los que el efecto de sofocación del agente extinguidor es de gran importancia. Ciertos solventes (alcoholes, acetona, etc.) deshacen la espuma, por lo que no es conveniente emplearla en incendios de estas sustancias. Por ser conductora de electricidad nunca debe emplearse en fuegos CLASE C. También esta contraindicada para los fuegos CLASE D.
Dióxido de Carbono CO2:
Este gas puede almacenarse bajo presión en los extintores portátiles y descargarse a través de una boquilla especial en el sitio donde se necesita. La característica extinguidora del gas carbónico, es su efecto de sofocación acompañado de un ligero enfriamiento. No debe usarse en áreas cerradas o de escasa ventilación, ya que el usuario puede ser objeto de asfixia mecánica por insuficiencia de oxigeno, Es adecuado para fuegos CLASE B y CLASE C. No es adecuado para las otras clases de fuego.
Polvo Químico Seco:
Lo constituyen mezclas incombustibles de productos finamente pulverizados, tales como Carbonatos de Sodio, Bicarbonato de Sodio , Sulfato de Sodio, Silicato de Sodio, Bentonita, etc. Actúa por ahogamiento ya que se aplica procurando formar una capa sobre la materia en combustión.
En los equipos portátiles este agente extinguidor es expulsado por la presión liberada por una cápsula de nitrógeno, ubicada en el interior del extintor y la cual es rota en el momento de su uso.
De acuerdo a la composición de la mezcla, el polvo químico es adecuado para los fuegos CLASE A, B, y C. No e adecuado para los fuegos CLASE D.
Matías Martínez
UNIVERSIDAD ALEJANDRO DE HUMBOLDT
SEGURIDAD E HIGIENE INDUSTRIAL