Introducción
Es sabido que los bomberos deben hacer frente a numerosos tipos de incendio que involucran a líquidos inflamables y vapores peligrosos. Estos hechos se suceden en la vida diaria ya sea en accidentes de tránsito, industrias, o mismo en el hogar.
Hasta hace poco tiempo, sólo se proveía de entrenamiento a los departamentos de bomberos para atender situaciones que involucraban a las industrias, pero la experiencia ha determinado que si bien estos accidentes son más estremecedores por su magnitud, son menos frecuentes por las precauciones que existen en el entorno del trabajo.
A través de esta publicación, Demsa intenta llegar a Uds para ofrecerles una guía rápida y básica sobre los distintos tipos de espuma y su forma de aplicación, de esta manera podrán reconocer las ventajas y limitaciones de las mismas pudiendo identificar en consecuencia cuándo usar cada una.
Este es un aporte más de Demsa a la seguridad de la comunidad y para el conocimiento teórico de los bomberos, bajo ningún concepto esta guía pretende sustituir el entrenamiento de capacitación formal de los mismo sino más bien complementarlo.
El fuego
Existen tres componentes básicos que conforman el fuego:
Combustible: Sustancia que en contacto con el oxígeno y la energía de activación (calor) es capaz de quemarse
Oxígeno: Es el gas que permite a los combustibles quemarse. El oxígeno es el agente oxidante que se encuentra en el aire con una proporción del 21%
Energía de activación: Es la forma de energía que manifestada en calor permite la ignición del combustible
La unión sostenida en el tiempo de estos tres elementos nos lleva al cuarto que es la reacción en cadena o también llamada cadena de formación del fuego.
Agentes espumígenos
Las espumas para combatir incendios son una masa estable de pequeñas burbujas de menor densidad que la mayoría de los combustibles líquidos y que el agua. Los agentes espumígenos se logran mezclando aire, un concentrado de espuma y agua para así producir la "espuma final" un poderoso extintor que inhibe la cadena de formación del fuego.
Cómo se produce la espuma
La espuma es el resultado de una combinación en exactas proporciones entre un concentrado de espuma, aire y agua. El siguiente diagrama explica cómo es su producción
¿Cómo funcionan las espumas?
Las espumas extinguen fuegos producidos por combustibles o líquidos inflamables actuando de 4 formas distintas:
1- Aísla el aire y en consecuencia el aporte del oxígeno de los vapores inflamables
2- Elimina la emanación de vapores inflamables por parte del combustible
3- Separa las llamas de la superficie del combustible
4- Enfría la superficie del combustible y su entorno
Categorización de las espumas por su expansión
La expansión de las espumas se mide teniendo en cuenta el ratio existente entre la cantidad de espuma producida a partir de un volumen predeterminado de solución espumígena luego de su expansión a través de un dosificador.
Se las categoriza en:
1 Espumas de baja expansión
Ratio de expansión 20:1
Estas espumas están diseñadas para líquidos inflamables. Son efectivas en controlar, extinguir y confinar la mayoría de los fuegos clase B. También se las ha utilizado con éxito en fuegos clase A en donde los efectos de enfriamiento de la espuma son de gran importancia.
2 Espuma de media expansión
Ratio de expansión: desde 20:1 a 200:1
Estas espumas están básicamente diseñadas para suprimir la vaporización de químicos peligrosos. Empíricamente, se ha comprobado que la expansión óptima para suprimir a químicos reactivos con el agua y líquidos orgánicos de bajo punto de ebullición se encuentran en el rango de expansión 30:1 y 50:1
3 Espumas de alta expansión
Ratio de expansión mayor a 200:1
Las espumas de alta expansión han sido diseñadas para combatir incendios en espacios confinados como ser sentinas y bodegas de barcos, minas, hangares, etc.
Parámetros de una espuma
Para ser efectiva una espuma debe cumplir con ciertos parámetros a saber:
1 Velocidad de abatimiento y escurrimiento.
Es el tiempo requerido para que la película formada por la espuma recorra la superficie del combustible cubriendo todos los obstáculos y rincones de forma tal de extinguir completamente el fuego.
2 Resistencia al calor
La espuma debe ser capaz de resistir los efectos destructivos del calor irradiado por el fuego de los vapores aún encendidos o por el calor aportado por superficies calientes que estuvieron en contacto directo con las llamas (metales, maderas, etc.)
3 Resistencia al combustible
Una espuma efectiva minimiza el efecto de arrastre de combustible. De esta forma no se satura la espuma y no se quema.
4 Supresión de vapores
La película producida por la espuma debe ser capaz de bloquear y suprimir la producción de vapores, de esta forma se evita la re ignición del combustible
5 Resistencia a alcoholes
Dada la avidez de los alcoholes por el agua y debido a que la espuma en sí es 90% agua, la película producida por las espumas que no son resistentes a los alcoholes se destruirá no pudiendo el incendio ser controlado.
Porcentajes
Esencialmente las espumas se producen en función de mezclar agua con un concentrado. El porcentual expresado en las espumas obedece a la cantidad de partes de concentrado para ser mezclado con agua y así obtener una solución del 100%. En términos generales una espuma al 3% requiere 3 partes de concentrado y 97 partes de agua para producir el agente espumígeno deseado.
La tendencia actual de Demsa es de reducir la proporción de los concentrados al mínimo. Bajar dicho porcentaje redunda en grandes beneficios al usuario como ser: disminución del espacio de almacenaje y de la cantidad de concentrado a comprar sin variar el potencial de extinción. En las espumas resistentes a los alcoholes en las cuales se indican dos porcentajes distintos, obedecen a distintas aplicaciones. En el caso de un 3/6%, indica que para hidrocarburos puede utilizar una solución del concentrado al 3% y en los combustibles y solventes polares se debe utilizar al 6%. Esto se debe sencillamente a la cantidad necesaria de agentes químicos que se necesitan para la formación de la película.
Nuevas formulaciones como la DEMSA 233MN han mejorado la resistencia al alcohol permitiendo su utilización con un porcentaje único del 3% en ambos combustibles.
Tipos de espuma Demsa
Los siguientes concentrados Demsa son los más comúnmente utilizados por los bomberos
Espumas formadoras de película acuosa (AFFF)
La denominación AFFF proviene de las siglas "Aqueous Film Forming Foam" o "formadoras de película acuosa".
La familia de AFFF Demsa proveen la máxima capacidad de abatimiento sobre los hidrocarburos (combustibles no polares). Su buen escurrimiento les permite fluir en torno de obstáculos sellando el fuego en lugares intrincados. El producto se proporciona en distintos porcentajes de concentración dependiendo básicamente del mecanismo mezclador. Las AFFF son premezcladas y se la puede utilizar tanto con agua dulce como salada. Son ampliamente compatibles con el uso de polvos químicos secos Demsa.
Las espumas AFFF son resultado de una combinación de surfactantes fluorados con agentes espumígenos sintéticos que extinguen el fuego en virtud de formar una película acuosa.
Esta película es una delgada lámina de solución de espuma que se desparrama rápidamente sobre la superficie del combustible causando un impactante abatimiento.
La película acuosa es producida por el surfactante, que reduce la tensión superficial de la espuma a tal punto de que la solución permanece sobre la superficie del hidrocarburo.
Espumas formadoras de film acuoso resistente a alcoholes (AR-AFFF)
Las espumas AR-AFFF son producidas en base a la combinación de detergentes sintéticos, polímeros polisacáridos y químicos fluorados.
Las AR-AFFF actúan como las AFFF convencionales para la extinción de fuegos ocasionados por hidrocarburos (combustibles no polares – separación de fases); pero en el caso de solventes y combustibles polares (o solubles en fase con el agua) como los alcoholes; las proteínas polisacáridas de las AR-AFFF forma una membrana resistente que separa el combustible, impidiendo en consecuencia la perforación de la espuma y la ignición de los vapores.
Si bien algunos concentrados están diseñados para ser utilizados al 3% en hidrocarburos y al 6% en solventes polares, las nuevas formulaciones de espumas AR-AFFF Demsa permiten ser utilizadas al 3% en ambos casos. De esta forma se provee una protección más económica debido a la cantidad de agente a ser utilizado, favorece la administración de stocks al tratarse de un monoproducto y simplifica el dosaje a la hora de ser utilizado.
En general podemos decir que las AR-AFFF son las espumas más versátiles de la actualidad ofreciendo una excelentes resultados en los parámetros de reignición, abatimiento y tolerancia al combustible tanto en fuegos de hidrocarburos como de combustibles y solventes polares.
Recomendaciones básicas para espumas
Almacenaje
Siguiendo las recomendaciones de almacenaje de Demsa, los concentrados para espumas sintéticas deberían estar activos para ser utilizados aún después de varios años de almacenaje.
Temperatura del agua y contaminantes
Las espumas en general son más estable cuanto más fría es el agua con la que se mezclan los concentrados. El rango deseado de temperatura del agua a mezclar varía de 1°C a 30°C con un máximo de 40°C.
El agua que contenga agentes contaminantes de la espuma como ser detergentes, derivados del petróleo o inhibidores de corrosión entre otros, afectarán la calidad de la misma.
Productos combustibles en el aire
Es deseable tener aire limpio en la tobera de eyección. No obstante, el efecto de aire contaminado en la calidad de las espumas de baja expansión Demsa, ha probado ser insignificante.
Presión del agua
La presión ideal de la tobera eyectora de espuma debe ser entre 3 a 14 bares. La calidad de la espuma se deteriora a presiones mayores de 14 bares.
Derrames de combustibles
Si se ha derramado un combustible, se puede prevenir su ignición cubriendo la misma con espuma. Quizás se requiera cubrir el derrame periódicamente hasta que el mismo sea limpiado.
Fuegos producto de la electricidad
Las espumas deben recibir la misma consideración que el agua al trabajar en incendios que involucran instalaciones y/o aparatos eléctricos, por ende no es recomendada la utilización de los mismos antes de asegurar el corte completo del suministro de energía.
Líquidos vaporizables
No es recomendable el uso de espumas en aquellos elementos que en condiciones ambientales normalmente son gases o vapores y que sin embargo son almacenados como líquidos (propano, butano, etc.). Tampoco se las debe utilizar en material reactivos al agua como ser magnesio, litio, sodio, calcio etc.
Formas de aplicación de la espuma
Técnica de rebote
Cuando se utilizan lanzadores de espumas se debe tener la precaución de aplicar la misma de la forma más suave que sea posible. La técnica de rebote ayuda a esto al dirigir el chorro de espuma contra un obstáculo (pared, etc) y permitir que la espuma escurra sobre el fuego.
Técnica por desplazamiento
Esta técnica consiste en apuntar la lanza de forma tal que golpeé el piso justo en frente de la superficie a extinguir. Así la velocidad del flujo del chorro arrastrará la espuma hacia el combustible encendido.
Técnica de lluvia
Se dirige la lanza casi verticalmente para que la espuma al llegar a su máxima altura caiga en pequeñas gotas sobre la superficie a atacar. El operador de la lanza debe ajustar la altura para cubrir con certeza la superficie afectada. Si bien esta forma de aplicación provee un apagado rápido, cuando el combustible estuvo ardiendo por mucho tiempo y se desarrolló una columna térmica de importancia o bien en los días con mucho viento la técnica puede no ser efectiva.
Nunca "zambullir" la espuma
Dirigir el chorro de la lanzadora de espuma directamente a la superficie encendida puede desparramar el combustible, o bien agujerear la manta aislante que la espuma había creado, ocasionando en consecuencia la nueva liberación de vapores, salpicaduras de combustible, aparición de llamas e incluso la reignición de un área ya controlada.
En general:
Si la lanza esta equipada con un dispositivo dispersor, este deberá usarse para proveer la aplicación más delicada posible y así reducir la mezcla entre el combustible y la espuma.
Bajo ciertas circunstancias las AFFF pueden ser utilizadas con las convencionales lanzadoras dispersoras de agua, pero estas forman una espuma inestable con bajo poder de resistencia a la re ignición.
El empleo común de agua y espumas debe ser cuidadosamente controlado durante la extinción de un incendio. El agua debe ser utilizada para enfriar las superficies adyacentes pero debe vigilarse que los chorros y el fluir del agua vertida no entren en contacto con la espuma formada para no minimizar su acción y potencial extintor.
Ratios de aplicación (fuegos clase B)
A continuación se brinda una guía rápida para calcular a priori la cantidad de concentrado de espuma Demsa que se requiere para controlar un incendio ocasionado por un derrame de combustible de escasa profundidad.
A) Hidrocarburos que flotan sobre el agua
Son aquellos no solubles que forman 2 fases definidas.
Ej. Gasolina, Diesel, JP4, Kerosene, etc.
Sistema Métrico
La aplicación recomendada por la NFPA para la formación de una película protectora de espuma es de 4.1 litros por minuto de solución de espuma por metro cuadrado con un tiempo mínimo de aplicación de 15 minutos
Ejemplo: Datos:
Superficie ardiendo de gasolina: 200 metros cuadrados (m2)
Espuma disponible: AFFF 3% DEM 203 MN
Cálculo
4.1 l / min m2 x 200 m2 = 820 l / min de solución de espuma
820 l / min x 15 min = 12300 litros de solución de espuma
Necesidad de AFFF DEMSA 203MN:
3% de 12300 litros = 369 litros de concentrado AFFF DEMSA 203MN Se necesitarán: 12300 – 369 = 11931 litros de agua
Sistema Imperial
La aplicación recomendada por la NFPA para la formación de una película protectora de espuma es de 0.1 galones por minuto de solución de espuma por pie cuadrado con un tiempo mínimo de aplicación de 15 minutos
Ejemplo: Datos:
Superficie ardiendo de gasolina: 2000 pies cuadrados (ft2)
Espuma disponible: AFFF 3% DEM 203 MN
Cálculo
0.1 g/min ft2 x 2000 ft2 = 200 g/min de solución de espuma
200 g/min x 15 min = 3000 galones de solución de espuma
Necesidad de AFFF DEMSA 203MN:
3% de 3000 galones = 90 galones de concentrado AFFF DEMSA 203MN
Se necesitarán: 3000 – 90 = 2910 galones de agua
B) Solventes polares
Son aquellos líquidos inflamables solubles en una fase, es decir que se mezclan o pueden mezclarse con el agua
Ej. Cetonas, Alcoholes, Ésteres, etc.
Como hemos explicado anteriormente, existen espumas que combaten tanto los combustibles polares como los no polares, tal es el caso de los DEMSA 233 y DEMSA 236
Sistema Métrico
La aplicación recomendada por la NFPA para la formación de una película protectora de espuma es de 4.1 litros por minuto de solución de espuma por metro cuadrado con un tiempo mínimo de aplicación de 15 minutos
Ejemplo: Datos:
Superficie ardiendo de alcohol: 100 metros cuadrados (m2)
Espuma disponible: AR AFFF 3/6 DEMSA 236 MN*
*Recordar que la nomenclatura 3/6 significa 3% en hidrocarburos y 6% en polares
Cálculo
4.1 l/min m2 x 100 m2 = 410 l/min de solución de espuma
410 l/min x 15 min = 6150 l de solución de espuma
Necesidad de AR AFFF DEMSA 236MN:
6% de 6150 litros = 369 litros de concentrado AR AFFF DEMSA 236MN Se necesitarán: 6150 – 369 = 5781 litros de agua
Sistema Imperial
La aplicación recomendada por la NFPA para la formación de una película protectora de espuma es de 0.1 galones por minuto de solución de espuma por pie cuadrado con un tiempo mínimo de aplicación de 15 minutos
Ejemplo: Datos:
Superficie ardiendo de alcohol: 1000 pies cuadrados (ft2)
Espuma disponible: AR AFFF 3/6 DEMSA 236 MN*
*Recordar que la nomenclatura 3/6 significa 3% en hidrocarburos y 6% en polares
Cálculo
0.1 g/min ft2 x 1000 ft2 = 100 g/min
100 g/min x 15 = 1500 galones de solución de espuma
Necesidad de AR AFFF DEMSA 236MN:
6% de 1500 galones = 90 galones de concentrado AR AFF DEMSA 236MN Se necesitarán: 1500 – 90 = 1410 galones de agua.
Nota de seguridad:
Los cálculos presentados son sólo para determinar de forma aproximada y preliminar la cantidad de concentrado que se debe utilizar en primera instancia para asegurar el perímetro ardiendo y controlar el incendio.
Los ratios aquí indicados son aproximados y pueden variar de acuerdo a distintos parámetros como ser: la severidad del incendio, el combustible ardiendo, la incorporación de nuevo combustible a la mezcla, los sistemas aspersores utilizados, etc.
Estos ratios tampoco indican la cantidad de tiempo y recursos que son necesarios para asegurar la seguridad de aquellos escuadrones especializados que procederán a la limpieza del lugar una vez que el incendio haya sido extinguido
Utilice estos ratios para dirigir sus esfuerzos y calcular sus requerimientos para combatir un incendio. Más que esperar a calcularlos en el lugar del incendio es bueno que su unidad sepa cuál es la capacidad de extinción con la que cuenta y cuál es con la que cuentan sus unidades vecinas. PLANIFIQUE
Las espumas Demsa como agentes humectantes
Si bien las AFFF Demsa han sido concebidas para combatir fuegos clases B (combustibles), las mismas son excelentes agentes humectantes para fuegos clase A.
Por definición un agente humectante es un compuesto químico que al añadirse al agua, reduce su tensión superficial e incrementa sus capacidades de penetración y de escurrimiento.
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