MANUAL CURSO DE INCENDIOS EN INTERIORES 

                    

Febrero 2.013

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1.1. INTRODUCCIÓN

Desde que el hombre descubrió el fuego, éste ha sido de gran utilidad en muchos campos. El fuego ha contribuido al avance de la humanidad y su utilización, en gran medida, ha servido como desarrollo tecnológico. Cuando se pierde el control del fuego, se produce el incendio, con todas las pérdidas y daños que de ello se deriva. Un incendio es un fuego incontrolado y no deseado.

Para dominar y controlar el fuego, para evitar que el incendio se produzca y para extinguirlo en el caso de que llegue a suceder, es necesario conocer la esencia y génesis del fuego.

El fuego es un proceso de reacciones químicas, fuertemente exotérmicas de oxidación-reducción, en las que participan una sustancia combustible y otra comburente, que se produce en condiciones energéticas favorables y en el que se desprende calor, radiación luminosa, humo y gases de combustión.

En el párrafo anterior aparecen una serie de conceptos que conviene definir a su vez para poder comprender el fenómeno del fuego y llegar al desarrollo de la teoría físico-química que lo describe. Las definiciones se han enfocado desde el punto de vista de su relación con el fuego exclusivamente.

1.2. CONCEPTOS QUÍMICOS BÁSICOS

1.2.1. Reacciones químicas de oxidación-reducción

Las reacciones químicas de oxidación-reducción son aquellas en las que se produce un intercambio de electrones entre un oxidante que los gana, y un reductor que los pierde.

Para que se produzca una reacción de óxido-reducción, es necesaria la presencia de un agente oxidante y de un agente reductor.

El agente oxidante más común es el oxígeno del aire, aunque existen otras sustancias que actúan como oxidantes al emitir fácilmente oxígeno, como por ejemplo el nitrato sódico (NaNO3) o el clorato potásico (KCIO3). Algunos compuestos contienen oxígeno en sus moléculas, de tal forma que su oxidación puede realizarse sin aporte exterior de oxígeno.

El agente reductor será cualquier materia que no se encuentre en su espacio de máxima oxidación; y la variación de este estado dependerá de su composición química.

1.2.2. Comburente y combustible

Como se ha visto, en una reacción de óxido-reducción intervienen un oxidante y un reductor. En terminología de incendios, el oxidante se denomina comburente y el reductor combustible.

Las reacciones que tienen lugar entre ambos se denominan combustiones.

1.2.3. Energías de reacción

Para que el fuego se inicie, es necesario que los reactivos (comburente y combustible) se encuentren en unas condiciones favorables en las que pueda producirse la reacción.

La energía necesaria para que la reacción se inicie se denomina energía de activación, y es proporcionada por las fuentes de ignición.

El calor de reacción es la energía que se gana o se pierde cuando tiene lugar una reacción. En una reacción endotérmica, los productos que se forman contienen más energía que los reactivos. Para que la reacción continúe, es necesario un aporte constante de energía.

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En una reacción exotérmica, los productos que se forman contienen menos energía que los reactivos. Esta energía se puede desprender de varias formas, pero por lo general lo hacen en forma de calor. Cuando la cantidad de energía que se desprende en una reacción es muy elevada, se emite radiación luminosa o llamas.

En un fuego se producen reacciones de ambos tipos, siendo más importantes las exotérmicas. En una reacción exotérmica, parte de la energía se disipa al ambiente, provocando los efectos térmicos derivados del incendio, y el resto calienta a más reactivos, aportando la energía de activación necesaria para que el proceso continúe.

1.2.4. Tetraedro del fuego

Aunque los procesos de combustión son muy complejos, se pueden representar mediante un triángulo en el que cada uno de sus lados representa a uno de los tres factores esenciales para producir un fuego: combustible, oxidante y energía, tal como se representa en la figura 1.

Figura 1, Triángulo del fuego

Esta representación se aceptó durante mucho tiempo. Sin embargo muchos fenómenos anómalos no podían explicarse completamente en base a este triángulo. Para poder explicar tales fenómenos, es necesario incluir un cuarto factor: la existencia de reacciones en cadena.

Para ello se ha propuesto una nueva representación, que comprende las condiciones necesarias para que se produzca un fuego, en forma de tetraedro, representado en la figura 2.

Figura 2, Tetraedro del fuego

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La razón para emplear un tetraedro y no un cuadrado es que cada uno de los cuatro elementos está directamente adyacente y en conexión con cada uno de los otros tres. El retirar uno o más de los cuatro elementos del tetraedro hará que éste este incompleto y, por consiguiente, el resultado será la extinción.

1.3. ANÁLISIS DE LOS ELEMENTOS DEL FUEGO

1.3.1. Introducción

Como hemos visto, para que se inicie y mantenga un incendio es precisa la coexistencia de los cuatro elementos del tetraedro del fuego, representado en la figura 2.

El análisis a priori en cada situación de riesgo de cada elemento permitirá determinar su peligrosidad relativa, respecto el inicio, propagación y consecución del incendio.

1.3.2. Combustible

Se define como combustible cualquier sustancia capaz de arder, es decir, capaz de combinarse con un oxidante en una reacción rápida y exotérmica. Como ejemplos tenemos:

• Carbón. • Monóxido de carbono. • Muchos compuestos ricos en carbono e hidrógeno. • Elementos no metálicos fácilmente oxidables, tales como el azufre y el fósforo. • Materiales que contengan celulosa, tales como madera, textiles, etc. • Metales, como aluminio, magnesio, titanio, circonio. • Metales alcalinos, como el sodio, potasio, etc.

1.3.2.1. Peligrosidad de un combustible respecto a su posible ignición

Todos los combustibles arden o entran en combustión en fase gaseosa, “SOLO LOS VAPORES ARDEN”, cuando el combustible es sólido o líquido, es necesario un aporte previo de energía para llevarlo al estado gaseoso. La peligrosidad respecto a su ignición depende de una serie de variables:

• Concentración combustible-comburente (oxidante) precisa.

• Temperatura mínima a la que el combustible emite suficientes vapores para alcanzar dicha concentración.

• Energía de activación que es necesario aportar a la mezcla para que se inicie el proceso y se desarrolle la reacción en cadena.

Estas variables se pueden analizar por medio de unas constantes físicas, propias de cada combustible. Las más importantes son las siguientes:

1. Límites de inflamabilidad (o explosividad)

Para que sea posible la ignición, debe existir una concentración de combustible suficiente en una atmósfera oxidante dada. Una vez que se inicia la combustión es imprescindible un aporte continuo de combustible y de oxidante para que se mantenga.

Pero no todas las mezclas combustible-comburente son susceptibles de entrar en combustión, sino que solamente reaccionaran algunas mezclas determinadas. Se definen los límites de inflamación como los límites extremos de concentración de un combustible en mezcla con un oxidante. El límite superior de inflamación es la máxima concentración de vapores de combustible en el aire, por encima de la cual no se produce la combustión; y el límite inferior de inflamabilidad es la mínima concentración de vapores de combustible, en mezcla con el aire, por debajo de la cual no se produce la combustión.

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Estas concentraciones se expresan en porcentaje en volumen de vapores de combustible en mezcla con oxidante. Los valores que aparecen en la bibliografía se suelen dar en porcentaje de vapores de combustible en mezcla con aire.

La más pobre de estas concentraciones se denomina Límite Inferior de Inflamabilidad (L.I.I.). La más rica de las concentraciones se denomina Límite Superior de Inflamabilidad (L.S.I).

Las concentraciones intermedias entre ambos límites están incluidas en el Intervalo de Inflamabilidad, se le denomina Rango de Inflamabilidad, y son todas las mezclas capaces de entrar en combustión.

Tabla 1. Límites de inflamabilidad de algunos líquidos y gases comunes

Sustancia Punto de inflamación/ºC Lím. inferior de inflamabilidad / %

Límite superior de inflamabilidad / %

Metanol + 12 6,0 37

Acetona ‐ 20 2,6 13

Gasolina ‐ 37 1,4 7,8

Butano 1,8 8,4

Gas natural 4,5 15

Propano 2 9

Amoníaco 16 25 Por debajo del L.l.l. la mezcla es demasiado pobre en combustible para arder, y por encima del LSI la mezcla es demasiado pobre en oxidante.

Ambos límites, en condiciones ambientales normales de presión y temperatura, no se ven afectados sensiblemente por pequeñas variaciones de las mismas, pero cuando el aumento de temperatura es elevado, se amplia el intercambio de inflamabilidad.

En la bibliografía americana se les suele dar también el nombre de límites de explosividad. Ambas denominaciones son sinónimas puesto que el que la mezcla se inflame o explote depende de otras circunstancias, y no de la concentración.

2. Temperatura de ignición Es la mínima temperatura a la que una sustancia combustible, en presencia el aire, emite suficiente cantidad de vapor para que la mezcla sea susceptible de inflamarse, en presencia de un foco de ignición o por un aporte de una energía de activación externa. Se diferencia del siguiente por no ser capaz a este nivel térmico de mantener la combustión. 3. Temperatura de inflamación

Existe otro nivel térmico particular y es aquella a la que un combustible emite vapores con suficiente velocidad para propiciar la combustión continuada. Dicha temperatura se denomina “punto de incendio”, y suele estar unos grados por encima del punto de ignición.

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Se define también como la temperatura más baja a la cual un líquido o sólido despide vapor en tal concentración que, cuando el vapor se combina con el aire cerca de la superficie del líquido o del sólido, se forma una mezcla inflamable. Por lo tanto, cuanto más bajo es el punto de inflamación, más inflamable es el producto. Veamos algunos ejemplos:

Tabla 2. Puntos de inflamación

4. Temperatura de auto inflamación

Es la mínima temperatura a la que debe calentarse un combustible en presencia de aire para producir su combustión espontánea, sin el aporte de una fuerza de activación externa o un foco de ignición. La temperatura de auto inflamación de un combustible sólido está influenciada por los índices de circulación del aire de calentamiento o ventilación, y por las dimensiones y formas del sólido. Las pruebas a pequeña escala han demostrado que al aumentar la circulación del aire y el grado de calentamiento, la temperatura de ignición cae a un mínimo para después aumentar. Aquí aparece un dato fundamental en el estudio del fuego, la temperatura de auto inflamación es la misma cantidad de energía que debe tener una energía de activación para encender una mezcla de combustible aire. Es decir si un producto tiene una temperatura de auto infamación de 200ºC, la chispa o llama que lo encienda debe tener como mínimo ese mismo nivel térmico. En la terminología en inglés a este concepto se le denomina ignition point.

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1.3.2.2. Peligrosidad de un combustible respecto a la energía y productos emitidos en su combustión

Los factores importantes que contribuyen a la peligrosidad de un combustible una vez inflamado son:

1. Poder calorífico

Es la cantidad de calor que puede emitir un combustible por unidad de masa, al sufrir un proceso de combustión completo. La unidad básica es la de caloría/gramo pero la más más utilizada para el poder calorífico es la Mega calorías por Kilo de combustible (Mcal/kg).

2. Reactividad

Se consideran reactivos aquellos productos que pueden sufrir por mezcla, frotamiento o reacción con productos incompatibles, reacciones de gran potencial energético que pueden, en algunos casos, derivar en explosiones.

3. Toxicidad de los productos de combustión

Algunos combustibles pueden emitir en su combustión humos y gases que por su gran toxicidad dificultan las condiciones de evacuación y extinción.

4. Velocidad de combustión

Es una medida de la cantidad de combustible consumida por unidad de tiempo en unas condiciones dadas. Esta velocidad aumenta a medida que disminuye la compactación del combustible, llegando a ser en ocasiones explosiva, tal es el caso de algunos combustibles gaseosos.

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(1) Nota: La pirólisis es una descomposición térmica en ausencia de aire.

5. Velocidad de propagación de la llama

Es la medida de la velocidad superficial de propagación de las llamas en un combustible e indica la capacidad de extensión y propagación de un fuego; sólo es aplicable a combustibles sólidos y en especial a los utilizados como revestimientos.

1.3.2.3. Características físicas respecto al calor

1. Densidad de vapor

Tal como se usa generalmente en la tecnología de protección contra incendios, la densidad de vapor es el peso de un volumen de gas puro comparado con el de aire seco de igual volumen, en las mismas condiciones de temperatura y presión. Cuan do la densidad de vapor de un gas es inferior a la unidad, quiere decir que el gas es más ligero que el aire; si la densidad de vapor es superior a la unidad, el gas es más pesado que el aire.

Para calcular, aproximadamente, la densidad de un gas, se utiliza la siguiente fórmula:

Peso molecular del gas Densidad de gas =

Peso molecular del aire (29)

Esta característica es importante, ya que previniendo las densidades de los gases que puedan emitirse, se diseñará la detección y ventilación, ya que en función de su densidad de vapor, los gases inflamables se desplazan hacia el suelo y niveles inferiores o hacia el techo y niveles superiores.

Butano o propano Hidrógeno ó gas natural

Cuanto mayor es la temperatura del gas, menor es la densidad; por ello, los productos recalentados de la combustión se elevan hacia las capas altas de la zona en la que se encuentran.

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2. Calor específico

El calor específico se define como la cantidad de calor necesaria, expresada en calorías por gramo (cal/gr.), para elevar 1°C la temperatura de 1 gr, de un material.

Caloría es la unidad de calor y se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura ele 1 gr. de agua líquida de 14,5 a 15,5°C, a la presión atmosférica normal.

Aunque el calor específico varía con la temperatura, se pueden dar valores medios aproximados entre 0 y 100°C de algunos materiales.

3. Conductividad térmica

Un material puede ser más o menos conductor del calor, es decir, que el calor se transmita más o menos rápidamente en el cuerpo, en un espesor y superficie determinada.

La conductividad térmica de un material es la capacidad que dicho material posee para transmitir el calor.

Si un material es un buen conductor del calor, lo transmitirá y lo irradiará con riesgo de producir un incendio. Si un material es un mal conductor térmico, el calor se acumulará en él inflamándolo si es combustible.

4. Dilatación

1) Por la elevación de la temperatura un cuerpo, cualquiera que sea su estado, tiende a dilatarse.

2) La dilatación es el aumento de volumen que se produce en un cuerpo por efecto de calor, que separa las moléculas constituyentes y disminuye la densidad.

3) Si se produce un aumento de temperatura en un recipiente que contiene un gas, éste no podrá dilatarse o aumentar de volumen, puesto que esta confinado en un re cinto de volumen definido.

4) La presión que ejerce sobre las paredes aumentará, y si las fuerzas

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ejercidas por esta presión son demasiado elevadas, puede producirse la explosión del recipiente. Los sólidos y los líquidos también tienden a dilatarse y aumentar de volumen, cuando aumenta la temperatura. Esta dilatación será más o menos importante dependiendo de la temperatura y de la naturaleza del cuerpo.

5) Para calcular la magnitud del aumento de volumen producido por el aumento de temperatura, se definen los coeficientes de dilatación según:

6) El coeficiente de dilatación lineal es el alargamiento que experimenta un cuerpo por unidad de longitud al aumentar la temperatura un grado centígrado.

7) El coeficiente de dilatación superficial es el aumento de superficie que experimenta un cuerpo por unidad de superficie al aumentar la temperatura un grado centígrado.

8) El coeficiente de dilatación cúbica es el aumento de volumen que experimenta un cuerpo por unidad de volumen al aumentar la temperatura un grado centígrado.

9) Una vez calculado el valor del coeficiente de dilatación lineal, se pueden determinar los coeficientes de dilatación superficial y cúbica cuyas magnitudes son, respectiva mente, dos y tres veces mayores que la de aquél.

10) En todos los líquidos, el coeficiente de dilatación aumenta con la temperatura, excepto en el agua, cuya máxima densidad corresponde a la temperatura de 4°C, y que se dilata tanto al aumentar como al disminuir la temperatura.

Este fenómeno es muy importante y hay que tenerlo en cuenta en la utilización de materiales de construcción y diseño de estructuras. Por ejemplo, cuando se construye una gran superficie de hormigón, que pueda verse afectada por un aumento de temperatura, es necesario proveerla de juntas de dilatación (por ejemplo, los puentes).

En el curso de un incendio en el que se producen grandes aumentos de temperatura, el fenómeno de dilatación representa un importante papel.

Por ejemplo, en la construcción de los edificios siniestrados, se observan los siguientes hechos:

Las armaduras metálicas de un espesor normalmente elevado, están completamente torcidas.

Edificios de hormigón armado están gravemente dañados porque las armaduras de acero, insuficientemente protegidas contra el calor, se han dilatado.

Sin embargo, el acero bajo estas formas es incombustible y las temperaturas alcanza- das en el curso de estos incendios eran insuficientes para que fundiera. Pero debido a su elevado coeficiente de dilatación, es necesario protegerlo por medio de recubrimientos que lo aíslen térmicamente, impidiendo que por efecto del calor se dilate y se modifique su estructura.

5. Resistencia mecánica de los sólidos

La resistencia mecánica de un sólido a la presión, flexión, torsión, etc., varía con la temperatura a la que está sometido. Se ha comprobado que el acero pierde rápidamente sus propiedades mecánicas de resistencia cuando la temperatura sobrepasa los 500°C.

Observando, que en un incendio se alcanza normalmente esta temperatura en menos de diez minutos. El hormigón pretensazo es frágil cuando se produce una gran elevación de la temperatura. Si la capa de hormigón que recubre las estructuras metálicas no es suficientemente gruesa como

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para actuar como aislante térmico, las partes metálicas que constituyen la armadura, y que de ordinario están sometidas a tensiones mayores que en el hormigón armado, sufre deformaciones y roturas por causa del calor.

1.3.2.4. Comportamiento frente al fuego de los materiales

El comportamiento frente al fuego de los materiales se puede estudiar desde dos puntos de vista diferentes: respecto a una forma activa o de reacción al fuego, o respecto a una forma pasiva o de resistencia al fuego.

La reacción al fuego es el alimento que un material puede aportar al inicio, propagación y desarrollo de un incendio. Por medio de este concepto puede estudiarse la contribución de los distintos materiales a un fuego, y el riesgo y peligrosidad que re presentan. Para ello, los materiales se clasifican en seis clases, de MO a M5 (de incombustibles a muy fácilmente inflamables).

La resistencia al fuego es la aptitud de un elemento de construcción, componente, equipo o estructura, de conservar durante un tiempo determinado la estabilidad, la estanqueidad, el aislamiento térmico requerido y la no emisión de gases inflamables, especificados en los ensayos de resistencia al fuego. La clasificación viene dada en función del tiempo, en minutos, que un elemento dado mantiene dichas características bajo la acción de un fuego tipo: así, por ejemplo, RF 120 indica que el elemento mantiene 120 minutos las características específicas.

1.3.3. Comburente

Aunque un comburente es cualquier agente oxidante capaz de oxidar un combustible, en una reacción rápida y exotérmica, éste término se suele aplicar a mezclas de gases en las cuales el oxígeno esté en proporción suficiente para que en su seno se inicie y desarrolle la combustión, ya que el oxígeno es el agente oxidante más común. Por ello, el aire, que contiene aproximadamente un 21% en volumen de oxígeno, es el comburente más común en todos los fuegos e incendios.

Algunas sustancias químicas desprenden oxígeno bajo ciertas condiciones (NaNO3

(Nitrato Sódico), KClO3 (Clorato de Potasa),...) son agentes oxidantes cuya presencia puede provocar la combustión en ausencia cié oxígeno; otros productos como la nitrocelulosa arden sin ser necesaria la presencia de aire por contener oxígeno en su propia estructura molecular.

Para que se desarrolle la combustión, en los procesos normales, es necesaria la presencia de una proporción mínima de oxígeno en el ambiente. Esta proporción mínima se determina por medio del ensayo del índice crítico de oxígeno.

A continuación se indica algunos ejemplos de agentes oxidantes: • Oxígeno y ozono (aire). • Peróxido de hidrógeno. • Halógenos (en el orden: flúor, cloro, yodo y bromo). • Ácidos nítrico y sulfúrico concentrados.

• Óxidos de metales pesados, particularmente de aquellos que tienen valencia alta, tales como el dióxido de manganeso, dióxido de plomo...

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• Nitratos, cloratos, perboratos y peróxidos.

• Cromatos, dicromatos, permanganatos, hipocloritos e hipodromitos,

1.3.4. Energía de activación

Como ya se indicó anteriormente, es la energía mínima que necesitan los reactivos para que se inicie una reacción.

Esta energía es aportada en la combustión por las fuentes de ignición. Un foco puede provocar la ignición si su energía en intensidad (temperatura) y en extensión (cantidad de calor) es suficiente para aumentar la temperatura en una zona de la masa combustible por encima de su punto de auto ignición

Las diferentes formas de aporte energético a la mezcla se pueden agrupar en: • Energías de alta temperatura, extensión y larga duración: llamas. Estos

focos son los más peligrosos pues provocan prácticamente siempre el inicio y desarrollo del incendio.

• Energías de alta temperatura, pequeña extensión y corta duración: chispas. Pueden superar la temperatura de auto ignición y dar lugar a que la combustión se propague (tal es el caso de gases, vapores y polvos en suspensión aérea), o no llegar a ello (como en el caso de la madera).

• Energías de baja temperatura, independiente de la extensión y duración: superficies calientes. Cuando la temperatura de la superficie es inferior a la temperatura de auto ignición del combustible, no llega a producirse la inflamación.

1.3.5. Reacción en cadena

Las reacciones en cadena son los procesos mediante los cuales progresa la reacción en el seno de la mezcla comburente-combustible.

Hasta los años 50 el triángulo del fuego explicaba perfectamente el fenómeno de la combustión, sin embargo a raíz de la utilización de agentes extintores para la aeronáutica (Tetracloruro de carbono), se observó que estos extinguían el fuego sin incidir en ninguno de los tres lados del triángulo, por lo que se convirtió en el «Tetraedro del fuego».

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Aunque las reacciones químicas se suelen representar mediante una ecuación sencilla, en la que dos o más reactivos dan lugar directamente a los productos de combustión, el mecanismo real de la reacción puede no responder a esa ecuación, sino que sigue un proceso complicado, con formación de radicales intermedios y ramificaciones, vueltas atrás, etc. Esos compuestos intermedios no son estables, por lo que igual que se producen, reaccionan y vuelven a desaparecer. Por ello, en las ecuaciones simplificadas no aparecen más que los reactivos iniciales y los productos finales.

Pongamos como ejemplo el gas metano, compuesto principal del gas natural de uso doméstico.

De la combustión del metano resulta:

CH4 + 2 O2 = CO2 + 2 H2O

Los productos resultantes serían dos productos estables, el agua y el CO2. Si la combustión no es perfecta en vez de CO2 nos encontraremos con CO y CO2.

La reacción CH4 + 2 O2 no pasa directamente a CO2 + 2H2O, sino que pasa por multitud de estados intermedios formándose a su vez multitud de compuestos inestables, que duran a veces milisegundos, hasta llegar a los compuestos estables, en este caso CO2 y H2O.

Inhibición química

En determinados compuestos intermedios hay mucha afinidad a combinarse con el agente extintor, de forma que al combinarse forman un producto estable y no continúan reaccionando, por lo tanto no se desprende calor y a combustión no progresa.

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1.4. TIPOS DE FUEGOS

Los fuegos se pueden clasificar de dos formas: • Respecto al tipo de combustible. • Respecto al tipo de radiación luminosa producida (llama o

incandescencia).

1.4.1. Por tipo de combustible

Los tipos de fuego se denominan, de acuerdo con la normativa europea, en función del tipo de combustible al que afecte, según las siglas:

• Fuegos tipo A: Sólidos. • Fuegos tipo B: Líquidos. • Fuegos tipo C: Gases. • Fuegos tipo D: Especiales (metales).

Antiguamente se incorporaba el grupo E, correspondiente a fuegos eléctricos, pero en estos fuegos el combustible es sólido, por lo que sería un fuego tipo A. Sin embargo las condiciones varían si el fuego se produce en presencia de corriente eléctrica, por lo que se añadió el subíndice E. De esta forma, los fuegos producidos en combustibles sólidos en presencia u originados por una corriente eléctrica se denominaban AE.

Los fuegos tipo D son aquellos que afectan a metales combustibles y a compuestos químicos reactivos.

1.4.2. Por tipo de radiación luminosa

El proceso de combustión puede tener lugar de dos formas diferentes: con llama (en el que se incluyen las explosiones) y superficial sin llama (en el que se incluyen las incandescencias y las ascuas de incandescencia profunda).

Los requisitos para la existencia de esa combustión continua se representa en la figura. Tal como se ve en esta figura la combustión con llama se asocia con velocidades de combustión relativamente altas, expresadas en términos de liberación de energía térmica a partir de la energía química existente en los enlaces entre átomos, que, en unión a la relación peso-tiempo y del calor específico de los productos gaseosos de la combustión del cuerpo emisor, determinan la temperatura de la llama.

Modalidades de la combustión

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Aproximadamente, las dos terceras partes del calor liberado pasan al ambiente circundante en forma de calor sensible del cuerpo emisor, y una tercera parte en forma de flujo calorífico de radiación.

En condiciones de equilibrio la energía térmica generada y la perdida en el ambiente, ambas medidas en función del tiempo, deben igualarse. Si la primera supera la segunda, el fuego aumenta; inversamente, si la segunda supera a la primera, el fuego disminuye. Este proceso depende en gran medida de la temperatura.

Las dos modalidades no se excluyen, sino que pueden tener lugar conjuntamente.

Los líquidos y los gases inflamables arden siempre con llama. La velocidad de combustión de los gases es muy rápida, por lo que en muchos casos puede producirse la explosión.

La mayor parte de los plásticos sólidos pueden considerarse como líquidos inflamables solidificados y, como tales, funden antes de su combustión, cuando hay una realimentación térmica suficiente.

La característica común a estos combustibles es que se vaporizan y mezclan con el oxígeno antes de la combustión. Algunos de los casos en que coexisten ambos tipos de combustión son: combustibles carbonosos sólidos, tales como el carbón, carbohidratos sólidos, como los azúcares; las ligninas y celulosas sólidas, como la madera, la paja, el esparto y otras materias vegetales similares, y los plásticos termo endurecibles, que no funden. En estas últimas materias, la combustión empieza con llama y pasa de forma gradual hacia una fase sin llama, durante la cual ambos modos actúan simultáneamente. Al final cesa la llama y prosigue \a combustión residual sin llama.

Algunos ejemplos de combustión sin llamas son la del carbono puro y la de algunos metales fácilmente oxidables, como el magnesio, aluminio, circonio, uranio, sodio, potasio, etc.

Estos últimos arden con temperaturas característicamente altas, que oscilan entre 1500 y 2000°C. En la combustión incandescente o sin llama no se producen reacciones en cadena, por lo que estas combustiones pueden representarse por medio del clásico triángulo del fuego. 1.5. TRANSMISIÓN DE CALOR

El calor o energía térmica, se transmite por tres mecanismos diferentes: conducción, convección y radiación.

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1.5.1. Conducción

La conducción térmica está determinada por la ley de Fourier. Establece que la tasa de transferencia de calor por conducción en una dirección dada, es proporcional al área normal a la dirección del flujo de calor y al gradiente de temperatura en esa dirección.

Donde Qx es la tasa de flujo de calor que atraviesa el área A en la dirección x, la constante de proporcionalidad λ se llama conductividad térmica, T es la temperatura y t el tiempo.

Si un extremo de una barra metálica se coloca en una llama mientras el otro se sostiene con la mano, se observará que esta parte de la barra se va calentando cada vez más, aunque no está en contacto directo con la llama. Decimos que el calor alcanza el extremo frío de la barra por conducción a lo largo o a través de la sustancia que la forma, Las moléculas del extremo caliente aumentan la violencia de su vibración si se eleva la temperatura de dicho extremo. Entonces, cuando chocan con sus vecinas que se mueven más lentamente, parte de su energía cinética es compartida con ellas, que la transmiten a su vez a las situadas más lejos de la llama. Por consiguiente, la energía de la agitación térmica se transmite a lo largo de la barra de una molécula a otra, si bien cada molécula permanece en su posición inicial.

Es bien sabido que los metales son buenos conductores de la electricidad y así mismo buenos conductores del calor. La aptitud de los metales para conducir la corriente eléctrica es debida al hecho de que en su interior hay electrones llamados libres, esto es, electrones que se han desprendido de los átomos de donde procedían. Los electrones libres toman parte también en la propagación del calor y son causa deque los metales sean tan buenos conductores de aquél; en efecto, lo mismo que las moléculas, participan en el proceso de transmitir la energía térmica de las partes más calientes a las más frías del metal.

La conducción del calor puede únicamente tener lugar cuando las distintas partes del cuerpo se encuentran a temperaturas diferentes, y la dirección del flujo calorífico es siempre de los puntos de mayor a los de menor temperatura. A veces la definición de igualdad o desigualdad de temperaturas se basa en el fenómeno del flujo calorífico; esto es, si el calor pasa de un cuerpo a otro cuando ambos se encuentran en contacto, la temperatura del primero es, por definición, mayor que la del segundo, y si no hay paso de calor del uno al otro, sus temperaturas son iguales.

Experimentalmente se ha encontrado que la cantidad de calor que atraviesa una superficie es directamente proporcional a dicha superficie y a la diferencia de temperaturas, e inversamente proporcional al espesor. La constante de proporcionalidad es el coeficiente de conductividad térmica del material, (K).

Cuanto mayor sea la conductividad térmica, K, tanto mayor será la cantidad de calor que pase por unidad de tiempo, si los demás factores permanecen iguales. Una sustancia para la cual K es grande es un buen conductor, mientras que si K es pequeño, el material es mal conductor o un buen aislante. No hay ninguna sustancia que sea conducto perfecto (K = 1). La tabla en la que figuran algunos valores típicos de la conductividad térmica, demuestra que los metales forman un grupo que tiene mucha mayor conductividad térmica que los no metales.

Para que tenga lugar la transmisión de calor por conducción, es imprescindible la presencia de materia, ya que como se ha indicado anteriormente, el calor se transmite por las vibraciones de las moléculas. Cuanto mayor es el grado de disgregación de la materia menor es la conducción de calor, que se transmite mejor en los sólidos que en los líquidos, y en éstos mejor que en los gases. En el vacío absoluto el calor no se transmite por

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conducción.

Transmisión de calor por conducción

El coeficiente de conductividad térmica es una característica de cada sustancia y expresa la magnitud de su capacidad de conducir el calor. Su símbolo es la letra griega λ. Este coeficiente varía con las condiciones del material (humedad que contiene, temperatura a la que se hace la medición), por lo que se fijan condiciones para hacerlo, generalmente para material seco y 15ºC (temperatura media de trabajo de los materiales de construcción) y en otras ocasiones, 300 K (26,84 ºC).

Coeficientes λ para distintos materiales

Material λ Material λ Material λ

Acero 47-58 Corcho 0,04-0,30 Mercurio 83,7

Agua 0,58 Estaño 64,0 Mica 0,35

Aire 0,02 Fibra de vidrio 0,03-0,07 Níquel 52,3

Alcohol 0,16 Glicerina 0,29 Oro 308,2

Alpaca 29,1 Hierro 1,7 Parafina 0,21

Aluminio 209,3 Ladrillo 0,80 Plata 406,1-418,7

Amianto 0,04 Ladrillo refractario 0,47-1,05 Plomo 35,0

Bronce 116-186 Latón 81-116 Vidrio 0,6-1,0

Cinc 106-140 Litio 301,2

Cobre 372,1-385,2 Madera 0,13

1.5.2. Convección

La expresión convección se aplica a la propagación del calor de un lugar a otro por un movimiento real de la sustancia caliente. Son ejemplos de estos la estufa de aire caliente y el sistema de calefacción por agua caliente. Si la sustancia es obligada a moverse por un ventilador o una bomba, el proceso se denomina convección natural o libre.

La teoría matemática de la convección del calor es muy complicada y no existe ninguna ecuación sencilla para la convección, como la que hay para la conducción. Esto es debido al hecho de que el calor ganado o perdido por una superficie a determinada temperatura,

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en contacto con un fluido a otra temperatura distinta, depende de muchas circunstancias, a saber:

1. De que la superficie sea plana o curva. 2. De que sea horizontal o vert ical. 3. De que el f luido en contacto con la superficie sea líquido o gas. 4. De la densidad, viscosidad, calor específ ico y conductividad térmica del

f luido.

5. De que la velocidad del f lu ido sea suf ic ientemente pequeña para producir un régimen laminar o lo bastante grande para or ig inar un régimen turbulento.

6. De si t iene lugar evaporación, condensación o formación de películas.

1.5.3. Radiación

Cuando colocamos la mano en contacto directo con un radiador de calefacción de agua caliente o vapor, el calor alcanza la mano por conducción, a través de las paredes del radiador. Si la mano se mantiene hora encima del radiador, pero no en contacto con él, el calor alcanza la mano por medio de un movimiento de convección hacia arriba de las corrientes de aire. Si se coloca la mano a un lado del radiador todavía se alienta, aunque no está en la trayectoria de las corrientes de convección. La energía llega ahora a la mano por radiación.

La expresión radiación se refiere a la emisión continua de energía desde la superficie de todos los cuerpos. Esta energía se denomina energía radiante y se encuentra en forma de ondas electromagnéticas que se propagan con la velocidad de la luz y se transmiten a través del vacío lo mismo que a través del aire (en realidad mejor que en el aire, puesto que son absorbidas por éste en cierta proporción). Cuando inciden sobre un cuerpo que no es transparente a ellas, como la superficie de la mano o las paredes de la habitación, son absorbidas y su energía es transformada en calor.

La energía radiante emitida por una superficie por unidad de tiempo y por unidad de área, depende de la naturaleza de la superficie y de su temperatura. A bajas temperaturas, la radiación por unidad de tiempo es pequeña y la energía radiante es casi toda ella de longitud de onda relativamente grande. Cuando la temperatura aumenta, la radiación por segundo, crece muy rápidamente, siendo proporcional a la cuarta potencia de la temperatura. Por ejemplo, un bloque de cobre a una temperatura de 100°C (373°K) irradia aproximadamente 300.000 ergios/seg., o sea, 0,03 w por cada centímetro cuadrado de su superficie. A la temperatura de 500°C (773°K) emite aproximadamente 0,54 w por centímetro cuadrado, y a 1000°C (1273°K) irradia alrededor de 4 w/cm2. Esta cantidad es 130 veces mayor que la emitida a la temperatura de 100°C

Transmisión de calor por convección

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Transmisión de calor por radiación

La cantidad de calor recibida por radiación por un cuerpo es una función directa mente proporcional de la potencia 4.- de la temperatura del cuerpo radiante e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. Q = f (T4 / d2). 1.6. PRODUCTOS DE COMBUSTIÓN

Los productos de combustión se pueden dividir en cuatro categorías: gases de combustión, llamas, calor y humos.

1.6.1. Gases de combustión

Son los gases que permanecen en el aire al retornar los productos de combustión a las temperaturas normales. La mayor parte de los materiales combustibles contienen carbono, que al quemarse forma anhídrido carbónico (CO2), si la concentración de aire es suficiente y la combustión completa. Pero pueden producirse monóxido de carbono (CO), si dicha concentración es baja. En general, salvo cuando hay previamente una mezcla de aire combustible, la concentración de aire en la zona suele ser baja.

Estos dos, unidos al vapor de agua, son los gases de combustión más abundantes en los incendios, pero hay una serie de compuestos que habitualmente se producen en los siniestros, tales como el amoniaco, anhídrido sulfuroso, ácido cianhídrico, óxidos de nitrógeno, fosgeno y ácido clorhídrico. El tipo de gases que se forma depende de muchos factores, siendo los principales, la composición química del combustible, la cantidad de oxígeno disponible y la temperatura alcanzada. Se ha demostrado que en los incendios, los fallecimientos producidos por inhalación de gases o aire caliente son mucho más numerosos que el total de muertos debido a todos los demás agentes en conjunto. La toxicidad de dichos gases depende de la composición, de la concentración, de la duración de la exposición y del estado físico de las personas.

Algunos de dichos gases son corrosivos, por lo que afectan no sólo a las personas, sino que producen daños materiales, por ejemplo el ácido clorhídrico.

1.6.2. Llamas

Cuando la combustión se produce en una atmósfera con concentración normal de oxígeno, suele ir acompañada por una radiación luminosa o llamas.

La llama es una zona de gases incandescentes visibles alrededor de la superficie del material en combustión. La llama no es sino un gas incandescente, y si el combustible que arde es sólido o líquido, la presencia de llamas denota la emisión de gases o vapores por efecto del calor.

La combustión completa de materiales orgánicos produce llamas prácticamente incoloras, y el color que ofrecen en la mayoría de los casos se debe a la presencia de partículas sólidas, generalmente de carbono, que arden en el seno de las mismas. Sin embargo, las llamas de algunos compuestos son de diferentes colores, por ejemplo, las

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sales de sodio producen llamas color amarillo, las de calcio, rojo; las de cobre, verde; las de potasio, violeta, etc.

El color de la llama depende, además de la composición química del combustible, de la cantidad de oxígeno presente; así si la proporción de oxígeno es elevada, las llamas son de color amarillo luminoso y son oxidantes; si la proporción de oxígeno es baja, las llamas son de color azul, reductoras y más energéticas.

En algunos casos se producen combustiones sin llama, tal como se indicó en el apartado 1.3.2. La radiación luminosa emitida en estos casos, se conoce como incandescencia o ascuas. Esta radiación es de mayor longitud de onda, ya que se encuentra en la zona del rojo y del infrarrojo, y por tanto de menor energía.

La exposición directa a la llama produce quemaduras a las personas y daños materiales, ya que las llamas, por medio del calor que irradian, propagan el fuego.

1.6.3. Calor

De todos los productos de combustión, el calor es el principal responsable de la propagación del fuego.

El calor es una forma de energía, consecuencia de los movimientos constantes de las moléculas, las cuales en el seno de la materia están entrechocándose constantemente. Cuanto mayor es la energía cinética de las moléculas, mayor es la violencia de los choques entre ellas y el calor desprendido. Así, como la temperatura de un cuerpo cuyas moléculas se hallaran en un estado total de reposo, sería la del cero absoluto (0°K ó -273,16°C) al aumentar la energía cinética de las moléculas, los choques tienen por efecto separarlas unas de otras, de ahí la dilatación que experimentan los cuerpos al aumentar la temperatura.

La temperatura es resultado del estado térmico de los cuerpos, es decir, su mayor grado de frío o de calor. La temperatura es una magnitud que permite expresar el grado de calentamiento de los cuerpos. El calor desprendido por un cuerpo, como ya se ha indicado, sería nulo si sus moléculas permanecieran en perfecto estado de reposo. Por ello se atribuye a dicho estado el valor de cero absoluto.

El calor emitido en un incendio y la elevación de la temperatura que conlleva, producen daños, tanto a las personas como a los bienes materiales. La exposición al aire caliente puede causar directamente deshidratación, agotamiento, bloqueo de las vías respiratorias y quemaduras.

El calor intensifica el ritmo cardiaco. Cuando su intensidad excede el umbral de la tolerancia humana es mortal. Una exposición de las personas a temperaturas entre 60 y 70°C, durante unos minutos, causaría su fallecimiento.

Los elementos de construcción ven afectadas sus propiedades mecánicas e incluso sus composiciones químicas por efecto del calor.

1.6.4. Humo

El humo está formado por pequeñas partículas sólidas parcialmente quemadas y por vapor condensado, en suspensión en el aire y en gases de combustión. El calor, tamaño y cantidad de estas partículas determinan el espesor del humo. También el vapor de agua condensado espesa el humo.

El principal peligro del humo es que impide la visión. El humo puede ocultar señales y vías de evacuación, dando lugar a confusión y pánico, en especial en zonas desconocidas.

El humo afecta por irritación de las mucosas, en especial en los ojos y en las vías

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respiratorias, lo que contribuye a aumentar el pánico.

Cuando la proporción de humo, aire caliente y gases es elevada, y por tanto la proporción de oxígeno es baja, se llega a producir la asfixia, que puede conducir a la inconsciencia e incluso a la muerte.

En los incendios también se pueden producir daños materiales por humo, muy importantes.

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TEORÍA DEL FUEGO 2.1. CONCEPTOS PREVIOS

Para intentar comprender el fenómeno que lleva a la materia a desencadenar un proceso de incendio, no podemos obviar el conocimiento básico de la composición de esta materia, pero sin embargo, antes de descender a niveles de complejidad que nos puedan apartar de nuestro objetivo principal, que es el de entender los mecanismos mediante los cuales se inicia y desarrolla un incendio, quizás deberíamos plantearnos la siguiente cuestión: ¿Qué entiende el profesional de la extinción de incendios como incendio?, o planteado de forma más simple, ¿Qué es un incendio?

En cualquier caso, lo más sencillo sería recurrir a nuestro eterno triángulo del fuego, sin embargo, aún recurriendo a él, no obtenemos una idea clara de lo que sucede ante nosotros cuando nos enfrentamos a un incendio, ya que en último caso las cuestiones serian: ¿Es posible con tres líneas definir cuál es la verdadera naturaleza de nuestro enemigo?, ¿Estamos dispuestos a luchar contra él con tan solo tres líneas?,aunque en último extremo también podríamos en un momento dado ampliar a cuatro, pero el resultado variará poco.

Si realmente nos hemos planteado alguna vez esta cuestión, vemos que la respuesta puede ser válida, la cuestión es ¿convence? o lo que es peor, ¿con esto podemos hacer frente al incendio?

Por otra parte, y ante la imposibilidad de hacer frente a la técnica podemos hacer un acto de fe y dar por valido el triángulo, grave error, ya que acto seguido comenzamos con los implacables átomos, electrones, radicales libres, oxidaciones y reducciones, los cuales vienen a completar el panorama técnico de la teoría de incendios.

Esto constituye una realidad, pero en esencia la pregunta sigue siendo la misma, aunque tal vez con un matiz, a escala real ¿Qué es un incendio?

Para deducir una teoría debemos efectuar un análisis del fenómeno a escala real e intentar aplicar los conocimientos técnicos de la forma mas simple posible con el fin de saber como nace nuestro enemigo y de que forma crece, de esta forma, y ahora desde el punto de vista del estratega en la lucha contra incendios, podremos conocer donde se encuentran sus puntos débiles y consecuentemente, una vez reconocido el grado de avance en que se encuentra nuestro enemigo poder establecer la mejor estrategia para el ataque.

Planteadas estas premisas, podemos comenzar el análisis sistemático del desarrollo de un incendio, para ello lo primero que debemos hacer es situarnos en el principio del proceso.

Para que un material se inflame y comience el proceso de combustión (podemos suponer un trozo de madera en un espacio exterior) es necesario que apliquemos una llama (es decir, una fuente de energía), cuando esta llama lleva un cierto tiempo incidiendo sobre el material observamos que éste comienza a emitir una serie de vapores por lo general de color blanco (podemos pensar en el proceso de encender una hoguera con leña, si le aplicamos un trozo de pastilla de encender, vemos como inicialmente comienza a aparecer una gran columna de humo blanco).

Si nos detenemos en este punto y analizamos lo ocurrido hasta aquí, veremos que lo que ha ocurrido es que hemos calentado el material con la fuente de energía que nos proporciona la llama, y por lo tanto se ha elevado la temperatura del mismo. Como nuestro material en general es poroso, tiende a retener agua en su interior, y sí nos hemos fijado en los incendios que hemos apagado, podemos reconocer que los humos blanquecinos que se desprenderán en este caso corresponden al vapor de agua que se ha liberado

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procedente del agua contenida en la estructura del material. De hecho si separamos estos humos e intentamos su ignición acercando otra llama, observamos que no arden, es más, dependiendo de su cantidad podrán incluso extinguir la llama.

Si seguimos aplicando nuestra llama al material inicial, observamos como el humo que se desprende comienza ha hacerse más denso y si lo observamos con atención, vemos como con el tiempo aumenta la velocidad con que este se produce, hasta que llega un momento en que en el seno de este humo o gases comienzan a aparecer algunas pequeñas lenguas de fuego.

Volvamos a detenemos en este punto para analizar lo ocurrido, en principio observamos el fenómeno de la aparición de un mayor volumen de gases, lo cual nos indica que si bien inicialmente se podía tratar del agua contenida en el material, ésta en un momento determinado se agotará, y si esto es así, ¿de dónde procede el gas que cada vez con mayor intensidad se libera? Podemos pensar ciertamente que si necesariamente el agua se ha agotado como consecuencia de su evaporación o desecación, sería el término más correcto, la composición de los humos que siguen apareciendo debe ser procedente del propio material. Esto nos lleva a pensar que mediante nuestro proceso de aporte energético a un material en estado sólido constatamos que este no arde de forma directa en dicho estado, sin embargo por efecto del calor se genera un material en estado gaseoso procedente del sólido que como podemos observar sí arde, de hecho si apagamos fa llama (retirando la pastilla incendiaria) y la aproximamos a los gases que se están generando vemos que estos se quieren volver a inflamar (este fenómeno se observa mejor cuando intentamos encender una estufa de leña, donde si la llama no es suficiente y el material está caliente y emitiendo gases, en un momento determinado cuando aplicamos la llama nuevamente todo este vapor se inflama a la vez). Finalmente podemos concluir de toda esta fase, que lo que ha ocurrido con nuestra materia sólida original, es que mediante el aporte de una energía en este caso proporcionada por la llama durante un cierto periodo de tiempo, hemos sido capaces de transformar parte de este material sólido en material en forma de gas, el cual además es inflamable.

Podemos llegar más lejos aún en nuestras afirmaciones y decir que el material original en estado sólido, estaba constituido por diferentes componentes, ya que estos se han hecho tangibles con posterioridad al convertirse en gases, además, antes de que aplicásemos una energía estos componentes mantenían un estado de equilibrio en su fase de sólido y esto solo puede ser debido a que sus componentes básicos, (a los cuales podemos denominar como átomos o moléculas), se encontraban unidos por una determina da fuerza (o energía sería más propio decir) que hacía que se mantuviesen unidos entre sí, y que esa energía con la cual se mantenían unidos ha sido superada por la que nosotros hemos aplicado mediante la llama durante un periodo de tiempo, y que por tanto necesariamente esta ha tenido que ser mayor que la energía que mantenía al sólido estable en su estado inicial, lo cual ha generado la ruptura de la estructura del material y como consecuencia han sido liberadas otras especies (materiales en estado gaseoso) procedentes del mismo, los cuales presentan un raro fenómeno, que consiste en emitir de forma esporádica pequeñas lenguas de fuego que rápidamente se extinguen.

Si continuamos con nuestro pequeño ejercicio de contemplación, veremos que en la medida en que mantenemos presente nuestra fuente de energía y el tiempo transcurre, los gases procedentes del material sólido inicial se generan con mayor velocidad y por tanto van adquiriendo mayor volumen, hasta que llega un momento en que las pequeñas trazas de llama iniciales se convierten en una llama sólida y mantenida y por ende el humo desaparece del entorno del proceso.

Si avanzamos en nuestro análisis, podemos inducir los siguientes razonamientos: si aceptamos como hecho que nuestro sólido inicial se ha desintegrado y a formado unas especies gaseosas, es lógico pensar que estas son las que genéricamente componen el humo. Si consiguiésemos aislar estos humos y llevarlos aparte podríamos apreciar como al aplicarles una fuente de ignición estos se inflaman, luego este gas está compuesto por partículas que en presencia de una fuente de energía suficiente son capaces de generar un efecto de luz y calor que es lo que conocemos como llama. Sin embargo, la cuestión

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que ahora se plantea es, ¿qué le ocurre a este gas para que se pueda inflamar?

Para responder a esta preguntar debemos pensar que hemos partido de una estructura sólida en la cual sus componentes se mantenían unidos por una fuerza o energía determinada, hemos aplicado la suficiente cantidad de energía como para poder romper esta cohesión generando una serie de productos distintos del original, ya que estos se inflaman. Desde un punto de vista energético, estos productos contienen mayor energía que los originales, y esto es lógico ya que la hemos aportado nosotros con medios externos (la llama), en términos simples dispondrán de su energía original más la que hemos aportado, resulta también lógico pensar que estos productos energéticamente sobrecargados tiendan a estabilizarse formando otros productos más estables, o lo que es lo mismo, de una energía más baja.

Llegados a este punto diremos que técnicamente los productos que hemos denominado como «energéticamente cargados» son lo que conocemos como radicales libres, y se denominan así precisamente porque son inestables y van a tener una fuerte tendencia a combinarse o reaccionar con otros productos, para generar formas estables de energía final menor que la inicial.

Con estos datos, podemos empezar a intuir que es lo que realmente está sucediendo, ya que si pensamos que los gases de combustión son emitidos al aire, en este elemento disponemos de un producto que se encuentra en un 21% de concentración y que es el oxígeno, el cual por otra parte resulta que tiene una capacidad muy grande de combinarse con estos productos activos para generar compuestos estables como puede ser el dióxido de carbono (CO2).

Finalmente podemos concluir que hemos provocado la aparición de un producto gaseoso con gran cantidad de energía contenida en él y cuando éste ha encontrado la forma de estabilizarse mediante la reacción con el oxígeno, ha dado origen a un nuevo compuesto estable de energía mucho menor que la que tenía como «producto activado», e incluso que la que tenía en su estado inicial como sólido, y por otra parte, la gran cantidad de energía acumulada en exceso durante todo este proceso, sencillamente se ha disipado en forma de luz y calor, que es al fin y al cabo lo que entendemos como llama.

De esta forma hemos definido lo que se conoce como reacción de oxidación exotérmica, que es lo que en definitiva es un incendio: una reacción de ciertos productos con el oxígeno del aire que como resultado genera un fenómeno de luz y calor. Y es precisamente este calor generado el que se encarga de cerrar el ciclo, es decir, no seguiremos necesitando el inflamador inicial para que este proceso se mantenga por sí mismo, o se auto sustente, ya que el aporte de energía que necesitamos lo está produciendo el mismo proceso de reacción.

Cuando la evolución de la reacción alcanza este estado cíclico, es a lo que se refiere cuando se habla de reacción en cadena, la cual se mantendrá mientras nos quede el combustible primario, es decir, nuestro sólido inicial.

Una vez analizados los efectos a nivel macroscópico desde el inicio del incendio hasta que éste es capaz de auto mantenerse, y antes de continuar analizando las diferentes circunstancias que pueden darse en su desarrollo posterior, no tenemos más remedio que entrar en algunos aspectos técnicos que nos permitan acabar de comprender el fenómeno en un contexto más amplio. Para ello vamos a ver como se comportan los materiales en un proceso de incendio según el estado físico en que se encuentran.

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2.2. COMPORTAMIENTO DE LA MATERIA SEGÚN SU ESTADO FÍSICO 2.2.1. Estado gaseoso

Resulta complicado intentar explicar como se comporta la materia en estado gaseoso, fundamentalmente porque en este estado la materia en la mayoría de los casos no es perceptible a simple vista, y por tanto si ya de por sí resulta complicado imaginarse unas partículas que hemos convenido en denominar como átomos o moléculas y que intuimos que componen los materiales, tanto más difícil resulta cuando la propia materia ni tan siquiera se puede ver.

En todo caso el panorama no se muestra tan desolador, ya que podemos hacer una abstracción bastante efectiva que nos dará una idea más clara de como se comportan los gases, para ello imaginaremos que se comportan como si fuesen líquidos, y de hecho así es, y al igual que entendemos perfectamente que el aceite flota sobre el agua, o que el azúcar se disuelve en el agua, debemos asimilar la idea para intentar comprender que los gases tienen diferentes densidades y por tanto unos flotan sobre otros (como es el caso del aire sobre el butano, ya que este lo buscamos a ras del suelo cuando existe una fuga) o bien unos son capaces de disolverse o mezclarse en seno de otros (como puede ser el caso del propio aire donde coexisten el nitrógeno y el oxígeno fundamentalmente).

Hecha esta pequeña pero necesaria abstracción, la primera idea que nos puede asaltar a

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la hora de analizar el comportamiento de los gases, es que si estos tienden a ocupar todo el espacio disponible (puede observarse la vaporización del agua, o el efecto de un extintor de CO2) puede ser debido a que las partículas que lo componen no están unidas entre sí con demasiada fuerza (o energía), y por lo tanto estas partículas tienden a dispersarse en el entorno donde se les deja y que precisamente es por esta razón que la movilidad de las partículas que los componen así como su capacidad de difusión son en general grandes.

Figura 2. Moléculas de butano

Características:

• Enlaces entre partículas débiles (de poca energía).

• Gran capacidad de movilidad y difusión.

• Tendencia a ocupar todo el espacio disponible.

La forma en que la aplicación de una fuente de calor (energía) puede afectar a la materia que se encuentra en este estado seguiría el siguiente proceso.

En principio, resulta lógico suponer que con una fuente de energía relativamente baja podamos vencer la fuerza que mantiene unidas estás moléculas, y de hecho en lo que a los gases inflamables se refiere así es. Debemos pensar que al encontrarse la materia en estado gaseoso, no precisamos de un aporte de energía para alcanzar esta fase.

Si consideramos el proceso definido para el desarrollo de un incendio, tras el aporte inicial de energía al compuesto original, obtendremos unos productos secundarios que denominamos productos activados que en el caso de los gases serán moléculas de gas activadas, estas son altamente energéticas o visto desde otro punto de vista reactivas, y como sabemos, estas tenderán a alcanzar un estado de equilibrio, lo cual van a conseguir uniéndose o combinándose con el oxígeno del aire y generando como resultado una gran cantidad de energía, debido a que los productos generados van a ser mucho más estables que los originales (por lo general dióxido de carbono y agua).

Si tomamos como ejemplo la combustión del metano (CH4), el esquema del proceso que tiene lugar sería el siguiente:

CH+2O2=*■CO2+H2O+AE

Donde AE representa la energía liberada por la reacción.

Para hacernos una idea de los valores de los que estamos hablando, diremos que la energía necesaria para activar un gramo (aproximadamente 1,4 litros en condiciones normales) de metano es de unas 750 calorías, mientras que la energía liberada por la misma cantidad en el proceso de combustión, AE, es de 11.875 calorías.

Finalmente, debemos decir también que en estado gaseoso la velocidad a la que transcurre el proceso es muy alta con lo cual el desprendimiento de energía puede llegar a aparecer en forma de onda de choque.

2.2.2. Estado líquido

El estado líquido de la materia es más asequible a nuestro entendimiento, ya que desde el punto de vista del trabajo de campo podemos verlo y apreciar sus cambios.

La primera apreciación que nos podemos plantear acerca de la materia en este estado, es que, a diferencia que en el estado gaseoso las partículas se encuentran unidas con una mayor cohesión, ya que la materia en este estado presenta una movilidad menor y su

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capacidad de difundirse queda limitada a su tensión superficial, lo cual se observa fácilmente ya que los líquidos tienden a permanecer con la forma del contenedor donde se les aloja.

Figura 3. Estado líquido Características: Enlaces entre partículas más fuertes. Menor capacidad de movilidad y difusión limitada a su tensión superficial. Tendencia a adquirir la forma del recipiente.

En consecuencia la energía que necesitaremos para activar un combustible líquido será mayor que en el caso de los gases, ya que deberemos conseguir como paso previo convertir al menos una cantidad mínima del material en estado gaseoso rompiendo así su cohesión molecular, lo cual supone un aporte extra de energía para provocar el cambio de estado.

La energía que deberemos aplicar será como mínimo la suficiente como para conseguir transformar el mínimo número de moléculas gaseosas activadas del producto para que pueda tener lugar el proceso de combinación con el oxígeno.

A partir de este momento el proceso se desarrollará igual que si de un gas se tratase, aunque las reacciones son menos energéticas que con los gases. 2.2.3. Estado sólido

Desde un punto de vista energético, se precisa aportar una cantidad de energía mayor que en los casos anteriores para conseguir la activación del producto sólido y romper así su cohesión molecular.

La energía aplicada debe ser la suficiente como para hacer que las partículas abandonen las posiciones que ocupan en la estructura del material y pasen a la fase gaseosa.

Una vez en fase gaseosa, deberá existir la mínima concentración necesaria para que comience la reacción. A partir de este momento el proceso de desarrollará igual que si se tratase de un gas.

La cantidad de energía necesaria en este estado, es mayor que en los casos de los líquidos y de los gases. Normalmente las reacciones son menos energéticas que con líquidos o gases, debido básicamente al carácter de los productos obtenidos como consecuencia de la transformación en gases, ya que estos por lo general no suelen ser altamente energéticos, salvo en los casos de productos sólidos sintéticos.

Figura 4. Estado sólido

Características:

Enlaces entre partículas muy fuertes.

Capacidad de movilidad de partículas prácticamente nula.

Tienen forma propia y definida.

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2.3. PIRÓLISIS

Pirolisis es la descomposición química de una sustancia a causa del calor. Cuando se aplica calor a una sustancia se produce una reacción química que lo descompone en sustancias nuevas. La sustancia original se descompone en moléculas (el elemento más pequeño que puede existir independientemente) que vuelven a unirse con otras formando sustancias nuevas. Por ejemplo, la madera está formada por hidrógeno (H), carbono (C) y oxígeno (O2), siendo la fórmula química C6H10O6.

Cuando tiene lugar la pirolisis en la madera se producen las siguientes sustancias:

o Dióxido de carbono (CO2).

o Vapor de agua (H2O).

o Partículas de carbono (C).

o Monóxido de carbono (CO).

2.4. INFLAMABILIDAD DE LOS GASES DE INCENDIO

El análisis de la inflamabilidad de los gases procedentes de la pirolisis debe considerarse como el de cualquier otro gas inflamable, sin embargo, existe un factor que diferencia claramente unos de otros, mientras los gases de pirolisis están compuestos por una mezcla de diferentes componentes que son función de los materiales que intervienen en el proceso y de las propias condiciones del incendio (cantidad de oxígeno presente, temperatura, etc.), el resto suelen ser gases de composición simple, es decir, de un solo componente (butano, propano, etc.).

Precisamente esta característica, hace que sea difícil aplicar los criterios de inflamabilidad de un gas simple a los gases de incendio, con lo que ello comporta.

Así pues, resulta difícil determinar con exactitud tanto los limites de inflamabilidad de estos gases como su propio rango, el cual, además, se ve influenciado en el caso de un incendio por la temperatura y la concentración de oxígeno, pudiendo incluso no presentar inflamabilidad si la temperatura no es lo suficientemente elevada y el valor de la mezcla ideal es alto.

Vamos a analizar en que consisten estos limites y como varían en función de las condiciones del incendio.

2.4.1. Límites de inflamabilidad

En una mezcla de gases, como las que componen los gases de incendio, existen una serie de moléculas diferentes entre sí sometidas a la acción del calor, este calor conforma primaria de energía transfiere movimiento a estas moléculas, además del que poseen por ellas mismas.

En este estado, las moléculas de gas más ligeras se mueven con mayor rapidez que las más pesadas, provocándose choques entre ellas que hacen que la energía interna del gas aumente, tanto por parte de las moléculas ligeras como de las pesadas.

A medida que este calor aumenta las moléculas incrementan su movimiento aumentando paulatinamente el número de choques entre el las y por consiguiente su nivel energético.

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El progreso de esta situación nos conduce a un estadio, en el cual la energía acumulada por el gas es superior a la energía que cohesiona las moléculas, y estas acaban por romperse por efecto de los choques, es decir, se desintegran.

Si existe oxígeno suficiente en los alrededores, el combustible activado junto con el oxígeno se inflamará. El aporte de oxígeno al combustible (oxidación) genera una reacción que desprende calor (exotérmica) gracias a la energía (calor) aportada por el mecanismo antes descrito (podemos reconocer si se quiere el triángulo del fuego).

Podemos decir que la inflamabilidad de un gas es una consecuencia mecánica favorecida por una fuente de energía que es el calor, pero pueden existir otras fuentes de origen distinto como pueden ser ondas de choque, o la combinación de ondas de choque y calor.

Llegados a este punto, debemos hacer una reflexión acerca de lo expuesto, de tal forma que seamos capaces de comprender el significado de la influencia de la presencia de oxígeno en la ignición de los gases.

2.4.1.1.Límite inferior de inflamabilidad (L.I.I.)

En efecto, la sola disgregación de las moléculas no es suficiente para que la inflamación se produzca, es necesario además que el número de moléculas que se disgregan sea el suficiente para que, con el también imprescindible oxígeno del aire, comience la reacción de combustión.

El número mínimo de moléculas de combustible que se precisa para que esta ignición se produzca, constituye la concentración de gas de incendio mínima necesaria para que este se inflame en una reacción de combustión con el oxígeno, y al valor de esta concentración con respecto al volumen total de gases en un recinto se le denomina como el Límite Inferior de Inflamabilidad (L.l.l.) el cual se mide como porcentaje en volumen.

Para efectuar una aproximación sobre un caso real, consideraremos una habitación que podría ser la cocina de cualquier casa, si nosotros abrimos la espita del gas y a la vez en el otro extremo de la estancia alguien encendiese un mechero, no ocurriría ningún efecto sobre el gas que fuga de la cocina, sin embargo si dejamos que la espita del gas siga vertiendo moléculas en el recinto y mantenemos la llama encendida al cabo de un cierto tiempo se produciría la inflamación del gas.

Este hecho es debido a que, si por ejemplo, estamos hablando de gas propano, será necesario que en el recinto la concentración de este alcance el 2% del volumen total para comenzar la ignición, a este porcentaje es a lo que se denomina L.l.I. por debajo de este nunca obtendremos inflamación en condiciones normales.

2.4.1.2. Límite superior de inflamabilidad

Si seguimos con la experiencia anterior, pero esta vez dejamos que la cocina se llene de gas propano, sin que exista una llama o fuente de ignición presente, observaríamos que pasado un cierto tiempo, cuando intentásemos encender la llama, curiosamente no se produciría ningún tipo de efecto, esto ocurrirá cuando la concentración de gas supere el valor del 10% del volumen total, y será como consecuencia de que la cantidad de oxígeno presente en el recinto no sea suficiente para inflamar la cantidad de gas existente.

A esta concentración de gas sobre la cual no es posible que exista combustión, se le denomina Límite Superior de Inflamabilidad (L.S.I.).

Si representásemos de forma gráfica la curva del efecto del incendio sobre la concentración de combustible, obtendríamos algo similar a lo representado en la figura 5.

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Figura 5. Límites de inflamabilidad

2.4.1.3. Rango de inflamabilidad Entre las cantidades comprendidas entre el L.l.I. y el L.S.I. existe una gama de concentraciones de gas que cuando se combinan con el oxígeno del aire son inflamables, a esta gama o rango de concentraciones se le denomina Rango de Inflamabilidad.

Para cada gas, o mezcla de gases, existe una cierta concentración que es exactamente la necesaria para que su combinación con el oxígeno Produzca una reacción al 100% efectiva o de rendimiento, en este punto es donde mayor y más notable se hace la intensidad con que se da el efecto de la ignición, y se la denomina Mezcla Ideal (MI.) ó Punto estequiométrico.

Es en este punto donde la mezcla arde a la perfección, mientras que en los límites lo hace con cierta dificultad.

A continuación se presenta la tabla 1 donde se pueden apreciar algunos de los valores típicos de inflamabilidad de algunos gases:

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2.4.2. Factores que influyen en el rango de inflamabilidad

Fundamentalmente son dos los factores que influyen en el rango de inflamabilidad: • Temperatura. • Concentración de oxígeno.

2.4.2.1. Efecto de la temperatura

Este efecto es especialmente importante, ya que la temperatura afecta tanto al combustible como al comburente, de tal forma que el aumento de esta actúa sobre dos factores, el de aporte de energía calorífica al combustible, mediante la cual este se aproxima a los valores correspondientes a la temperatura de inflamación del material y en consecuencia cantidades insignificantes de este pueden resultar inflamables, y la disminución del efecto refrigerante del aire excedente en el recinto.

De esta manera cuando la temperatura aumenta el rango de inflamabilidad se modifica tendiendo a desplazar el valor del L.l.l. hacia el valor cero en la misma proporción en que tiende a desplazar el valor del L.S.I. hacía valores más elevados con lo cual el rango o intervalo de inflamabilidad se amplía, tal y como se muestra en la figura 6.

Se estima que un aumento de temperatura de alrededor de 100°C es capaz de hacer disminuir el L.l.l. en un 8% y de elevar el L.S.I. en una proporción igual.

2.4.2.2. Efecto de la concentración de oxígeno

A diferencia de la temperatura, la variación en la concentración de oxígeno afecta a los límites de inflamabilidad de forma distinta, y la implicación es clara. Si hemos definido la mezcla ideal como la cantidad de combustible que un volumen concreto de aire puede quemar y el volumen de oxígeno contenido en el mismo se reduce, lógicamente la cantidad de combustible que pueda arder será menor, es decir, el valor de la mezcla ideal se reduce.

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Este efecto afecta de manera distinta a los dos límites. Por una parte en el L.l.l. la mezcla apenas es combustible, debido principalmente al efecto refrigerante del aire circundante en exceso. Si el contenido de oxígeno en el aire es normal o bajo apenas va a influir en el inicio de la combustión, ya que las concentraciones de oxígeno en este límite están en exceso, todo se limitará a que una cantidad mínima de oxígeno esté presente para que la pequeña cantidad de combustible existente en este límite comience a arder.

Desde el punto de vista del L.S.I., el descenso de la concentración de oxígeno provocará un descenso del valor de la mezcla ideal de forma lineal, es decir, cuanto menor sea la cantidad de oxígeno disponible más descenderá el valor de la mezcla ideal y en consecuencia el descenso del L.S.I. será aún más rápido, de tal forma que cuando la mezcla ideal y el L.S.I. coincidan con el L.l.l. no se producirá la inflamación. Expresado en otros términos, la saturación o exceso de combustible producido por el incendio cuando existe una carencia de oxígeno, alcanzará antes los valores superiores en el rango que si la cantidad de oxígeno es la normalmente requerida.

Una representación esquemática de este fenómeno puede observarse en la figura 7.

2.5. FUENTES DE IGNICIÓN

Las fuentes de ignición juegan un papel importante en el efecto del incendio, ya que dependiendo del tipo de fuente el efecto alcanzará una mayor o menor magnitud.

Así mismo el momento en el tiempo en el que la fuente actúe va a ser determinante de la magnitud del efecto ocasionado.

Podemos distinguir tres ciases de fuentes: • Abiertas. • Ocultas. • Intermitentes.

2.5.1. Fuentes de ignición abiertas

Son aquellas que permanecen constantemente activas en presencia de una fuga de gas o de una mezcla de gases, como puede ser el caso del propio foco del incendio durante la evolución del mismo, con este tipo de fuentes la ignición siempre se produce en el L.l.l.

Figura 8

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2.5.2. Fuentes de ignición ocultas

Son aquellas que permaneciendo constantemente activas, no actúan directamente sobre la capa de gases, este puede ser el caso de un quemador de gas que permanece dentro de su hornacina, como consecuencia permanece un poco al margen de la concentración de gases alrededor del receptáculo. Por lo general este tipo de fuente retrasará la ignición de la mezcla y en consecuencia cuando esta se inflama se producirá un efecto más o menos grande, dependiendo del punto del rango de inflamabilidad donde se encuentre en ese momento la concentración de gases.

Figura 9

2.5.3. Fuentes de ignición intermitentes

Son aquellas que se activan de forma esporádica, como puede ser la puesta en marcha de una nevera, o el zumbador de un timbre, al igual que en el caso anterior el tipo de efecto a que dan lugar será función de la concentración de gases en el momento en que esta se active.

Figura 10

2.5.4. Fuente de ignición oculta intermitente

Son aquellas que se activan de forma esporádica y no actúan directamente sobre la capa

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de gases, este puede ser el caso de un timbre o una nevera que se encuentran dentro de un armario o en una habitación contigua.

Figura 11

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PROCESOS DE COMBUSTIÓN 3.1. FORMACIÓN DE LOS GASES DEL INCENDIO

En una habitación la consistencia de los gases del incendio variará según se va desarrollando el incendio, esto es:

3.1.1. Combustión

Como en las primeras etapas del incendio hay suficiente aire disponible, la combustión será bastante eficiente, produciendo principalmente dióxido de carbono y vapor de agua. Pero según se va consumiendo el aire en la habitación, la combustión se hace menos eficiente, se producen menores cantidades de dióxido de carbono (CO2) y más monóxido de carbono (CO) ya que hay menos oxígeno (O2) disponible para que la reacción química se produzca de forma eficiente.

3.1.2. Pirólisis

Inicialmente, cuando la temperatura es baja, una gran parte de los gases que se producen son dióxido de carbono y vapor de agua, con pequeñas cantidades de monóxido de carbono (CO). Pero según aumenta la temperatura (Ej. por encima de 300°C para la madera), la proporción de los gases se ve alterada, siendo el monóxido de carbono (CO) el gas predominante, y generándose pequeñas cantidades de dióxido de carbono y vapor de agua.

Podemos ver que la cantidad de gas inflamable emitido por un incendio es debido a diversos factores:

• Ventilación. Cuanto menor es la ventilación en la habitación, más incompleta será la combustión y la cantidad/proporción de gases inflamables producidos será mayor. Si la ventilación se ve restringida en la habitación, según se desarrolla el incendio el aire será consumido. Según se va consumiendo el aire en la habitación y la combustión se hace menos eficiente, la reacción química producirá mayor número de partículas de carbono (C).

• Combustible Los distintos combustibles producen diferentes gases inflamables con distintos niveles de inflamabilidad. Algunas sustancias producen mayores cantidades de gases inflamables (Ej. plásticos, espuma, goma, etc.)

• La temperatura puede influir en la ratio de gases inflamables/no inflamables en la pirolisis. También puede influir en la reacción química durante la combustión y, por lo tanto, los productos (gases inflamables) variarán en tipo y proporción.

3.1.3. El color de los gases del fuego

El color de los gases del fuego producidos por el incendio y que salen por las aberturas en el compartimento variará dependiendo de distintos factores:

• Densidad: cuanto más diluidos son los gases del fuego, más claros son, cuanto más comprimidos están (densos) se vuelven más oscuros.

• Ventilación: Cuanto más ventilación hay disponible, el incendio arderá con mayor eficacia reduciendo la cantidad de gases del fuego que pueden ser de color claro. Si el suministro se restringe, La combustión será poco eficiente e influirá en la reacción química. Este cambio en la reacción producirá otras sustancias (Ej. Carbón), que hará que el color sea más oscuro.

• Temperatura: la temperatura puede influir en la reacción química y las sustancias producidas pueden variar en tipo y consistencia según cambia la temperatura, (ver referencia en la sección anterior sobre pirolisis).

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• Combustible: cuando el combustible arde en un incendio producirá distintas sustancias debido a la reacción química (combustión). Por lo tanto, si se queman distintos combustibles, pueden producir diferentes sustancias como resultado de su combustión. Todas estas sustancias distintas pueden variar de color:

o Gases espesos y negros: hidrocarburos, (diesel, gasolina). o Gases amarillos: material sulfuroso (algunos plásticos). o Gases grises: material celuloso, (madera). o Gases blancos: goma espuma en combustión latente.

Por lo tanto, es muy difícil reconocer lo peligroso de las condiciones a partir del color de los gases únicamente; por ejemplo, los gases blancos podrían ser una pequeña cantidad de madera ardiendo en un compartimento bien ventilado (riesgo bajo), o podría ser goma espuma ardiendo en un compartimento no ventilado (riesgo alto).

La evaluación de las condiciones siempre debe estar apoyada por otros datos, como son la cantidad de ventilación que tiene el compartimento, la densidad de los gases y la energía que les expulsa del compartimento.

3.2. TIPOS DE GASES DEL INCENDIO

Los gases del incendio (el humo) son el conjunto de gases producidos por el incendio y pueden dividirse en cuatro grupos principales:

• Gases no inflamables: debido a la pirolisis y a la combustión completa, principalmente dióxido de carbono y vapor de agua.

• Gases inflamables: debido a la pirolisis y a la combustión incompleta, por ejemplo, formaldehído, cianuro de hidrógeno, cloruro de hidrógeno, siendo el monóxido de carbono el más común.

• Aire: arrastrado hacia los gases del incendio por las altas temperaturas del fuego.

• Cenizas: partículas de carbono flotando entre los gases.

Dibujo que ilustra los elementos básicos del humo en un incendio en una habitación.

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3.2.1. Cases inflamables del incendio

Podemos distinguir dos tipos en función del tipo de material

• Gases de materiales fibrosos.

• Gases de materiales altamente energéticos.

Cuando hablábamos de la inflamabilidad de los gases de incendio se hacía mención a las diferentes cantidades que intervienen en la composición de los gases de incendio, es obvio que si tenemos diferentes composiciones de gases, también serán diferentes los rangos de inflamabilidad y las temperaturas a las que estos gases son inflamables. 3.2.1.1. Gases de materiales fibrosos

Son los procedentes de los materiales naturales que podemos encontrar en las viviendas, como madera, aglomerado, etc., estos materiales producen unos gases, en los cuales se aprecia que su mezcla ideal está alrededor del 70% y normalmente no arden en frío. 3.2.1.2. Gases de materiales altamente energéticos

Son los procedentes de materiales sintéticos y derivados del petróleo como aceite, pinturas, plásticos, poliuretanos etc., en estos gases se aprecia que la mezcla ideal está en el 25% y son combustibles en frío.

Viendo las diferencias existentes es fácil deducir que la rapidez en que se produzca el flashover es mucho mayor en los gases de materiales sintéticos, además la virulencia del incendio también será mayor. Conclusiones:

Probablemente cuando lleguemos al lugar del incendio esté totalmente desarrollado y no nos preocuparemos de estudiar si se ha producido a partir de un foco inicial, situado en una esquina, centro, etc., ni si los gases del incendio son de materiales fibrosos o sintéticos, pero si hay peligro de una reignición o riesgo de explosión de gases es interesante tener en cuenta los volúmenes de gases que estamos manejando y las características de los mismos, como las características del recinto en el que están.

TIPO DE LLAMAS

3.3.1. Llamas de difusión

Estas son las llamas que vemos ardiendo de forma natural en un incendio y son con los que se encuentran los bomberos en la mayoría de los casos. Este tipo de llama se forma en el lugar donde el combustible y el aire se encuentran, sin mezcla previa.

La difusión simplemente supone una mezcla pero sin revolver, y en el contexto de las llamas es donde el gas inflamable (o vapor) se encuentra de forma natural con el oxígeno que hay en el aire. El punto donde el gas se encuentra con el oxígeno es

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donde tiene lugar la combustión. Este punto es poco extenso y se llama la zona de reacción.

3.3.2. Llamas de premezcla

Estas son las llamas que vemos cuando se da un Backdraught. En las prácticas de este curso y con diseño propio de TEPESA veremos que este tipo de llama ocurre cuando el gas inflamable y el aire se mezclan antes de la ignición. La mezcla solamente arderá si la concentración de combustible y aire esta dentro de su rango de inflamabilidad.

Si se aplica una fuente de ignición (chispa o llama) a una mezcla que está dentro de su rango de inflamabilidad, la mezcla que rodea la fuente de ignición se prenderá en forma de llama. Esta llama se moverá (propagará) rápidamente prendiendo más mezcla. Este proceso de expansión rápida continuará hasta que toda la mezcla que está dentro de su rango de inflamabilidad se haya prendido. Según la mezcla se prende, expandirá, aumentando en volumen empujando la frente de la llama hacia fuera desde el punto de ignición, como la piel de un globo que se hincha con rapidez.

Dibujo que muestra la frente de llama moviendo por una habitación con una premezcla inflamable.

Los gases quemados están a la izquierda del frente y los gases no quemados a la derecha.

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3.4. LAS DISTINTAS PRESIONES DENTRO DE UN COMPARTIMENTO. 3.4.1. Plano neutro Según un incendio se va desarrollando dentro de un compartimento, comienzan a aparecer dos capas separadas. La capa superior (sobrepresión) contendrá los productos de la combustión y de la pirólisis (gases del incendio) y la capa inferior (depresión) que contendrá el aire que queda en la habitación. Dividiendo estas dos capas se encuentra el plano neutro. Según se va desarrollando el incendio, generará gases calientes que se expandirán, aumentarán su capacidad de ascender y subirán al techo, causando una sobrepresión. Según el incendio va consumiendo el aire en la capa inferior de la habitación, producirá una zona de baja presión o depresión.

La posición del plano neutro en la habitación dependerá de la cantidad de ventilación, el tamaño de la habitación y la altura del techo, la temperatura y desarrollo del incendio y de cuantos gases procedentes del incendio se producen.

En la capa superior, los gases calientes del incendio que están expandiendo se encuentran contenidos por los límites de la habitación (techo y paredes), produciendo sobrepresión. Esta sobrepresión se proyecta sobre el techo, las paredes y el plano neutro. En la capa inferior, el aire está siendo consumido por el incendio, dando lugar a una zona de baja presión. Si la ventilación en la habitación es insuficiente, según el incendio se va desarrollando aumenta la sobrepresión (al producirse más gases del incendio) y la baja presión disminuye (más aire es consumido). Estos pequeños cambios de presión harán que el plano neutro baje. 3.5. LOCALIZACIÓN DEL FUEGO INICIAL

La localización del fuego inicial en una habitación puede influir en cómo el incendio se desarrolla. Podemos ver las diferencias que se producen en el desarrollo del fuego cuando una cómoda se incendia en distintos lugares.

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Si examinásemos la cómoda (arriba) ardiendo en el exterior, entonces encontraríamos: El calor y los gases del incendio puede escapar rápidamente a la atmósfera, hay suficiente aire para que la combustión tenga lugar y la pirolisis solamente puede darse en la zona inmediata a la cómoda (debido al calor irradiado). Por lo tanto, el incendio solamente se extendería debido al calor irradiado y la combustión sería eficiente (ilimitada cantidad de aire disponible), y los gases del incendio se dispersarían sin suponer un peligro muy grande. Si tomamos la misma cómoda ardiendo y la colocamos en el centro de una habitación, encontraríamos que el incendio se desarrollaría de forma distinta. Ahora los gases calientes del incendio están limitados por el techo, calentándolo y produciendo, en un primer momento, pirolisis en un nivel alto solamente. El calor absorbido por el techo irradiará de vuelta a la habitación, incrementando la temperatura en el nivel alto. Según el incendio sigue desarrollándose, serán generados mayores cantidades de gases alientes del incendio y más calor será irradiado de vuelta por el techo. Este incremento en el desarrollo hará bajar el plano neutro, y la pirolisis empezará a darse en los elementos contenidos en el nivel bajo de la habitación. Los gases producidos por la pirolisis subirán, se verán involucrados en la combustión y acelerarán el proceso. Según se van produciendo mayores cantidades de gases inflamables, se necesita más aire para que las llamas continúen ardiendo. Según se va consumiendo el aire por encima del plano neutro, inicialmente las llamas se alargarán. Esto es debido a que hay menos aire disponible para las mayores cantidades de gases inflamables y a que la mezcla permanece muy rica por un periodo largo. Según las llamas se van alargando, la superficie incrementa permitiendo a los gases inflamables mezclarse con mayor cantidad de aire. Finalmente, según se va consumiendo el aire en la habitación, la combustión se ralentizará, (insuficiente oxígeno para que la combustión tenga lugar con eficiencia) y las llamas se reducirán.

Si movemos la cómoda a la esquina de la habitación, el incendio se desarrollará de forma similar al ejemplo 2. Pero el calor ahora sería, reflejado de vuelta a la habitación por las dos paredes, incrementando la pirolisis. Menos oxígeno estará disponible alrededor de la cómoda (debido a la restricción causada por las paredes), así que la combustión será más incompleta, produciéndose mayores cantidades de monóxido de

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carbono. El incendio se extenderá con mayor rapidez, ya que se producirá una cantidad de humo que muestra una cómoda ardiendo en el rincón de una habitación

3.6. FACTORES DE INFLUENCIA EN INCENDIOS DE INTERIORES

El comportamiento térmico del compartimento, el material de las paredes y del techo, esto es, cuanta energía del incendio absorben y cuanto calor irradian de vuelta al compartimento. La cantidad de recubrimientos combustibles en el compartimento.

El tamaño de la habitación, altura del techo: cuanto más pequeña sea la habitación se calentará con mayor rapidez; cuanto más bajo sea el techo, más rápido será el desarrollo del incendio.

La carga térmica del contenido de la habitación, el tipo y cantidad de material combustible dentro de la habitación y su diseño/construcción, esto es, el fuego se desarrollará con más lentitud en objetos gruesos que en objetos delgados rodeados de aire.

La situación y tamaño del fuego inicial. Se ha tratado de la situación del fuego anteriormente. El tamaño influirá en su velocidad de desarrollo: un incendio se desarrollará con mayor rapidez sobre superficies verticales que sobre superficies horizontales.

La ventilación del compartimento, el suministro de oxígeno al incendio influirá en la velocidad de su desarrollo.

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DESARROLLO Y EVOLUCION DE LOS INCENDIOS

4.1. DESARROLLO DEL INCENDIO DENTRO DE UN EDIFICIO

Esta sección sugiere el posible desarrollo del fuego en dos escenarios básicos:

• Desarrollo del fuego en una habitación/compartimento ventilado.

• Desarrollo del fuego en una habitación/compartimento no ventilado, que recibe ventilación en una etapa posterior.

Esto se representa en forma de diagrama de flujo para el desarrollo del fuego en una única habitación/compartimento.

Dentro de un edificio incendiado, cada habitación puede encontrarse en una distinta etapa de desarrollo y puede seguir desarrollándose a diferentes ritmos. Por lo tanto, las distintas posibilidades son inmensas.

Al comienzo del incendio en un recinto cerrado, la cantidad de combustible y comburente se encuentra en cantidades suficientes para que se desarrolle sin problemas.

Según evoluciona el incendio, el aire se consume y el régimen de ventilación del lo cual hará que el incendio evolucione en uno u otro sentido. Se puede decir que en una primera fase del incendio, éste está controlado por el combustible ya que hay aire suficiente. Posteriormente se podrá decir que el incendio estará controlado por el aire, cuando en función del régimen de ventilación, el aire sea insuficiente para el normal desarrollo del incendio.

La intención es mostrar las posibilidades para una única habitación y aplicar los principios a cada habitación en su momento

4.2. DESARROLLO DEL FUEGO EN UNA HABITACIÓN/COMPARTIMENTO VENTILADO.

4.2.1. Fuego inicial

Para que un incendio se desarrolle en un compartimento necesita aire, combustible y calor en las proporciones adecuadas. Normalmente hay suficiente aire y combustible potencial (que aún no está en estado gaseoso) dentro de un compartimento.

Para que un incendio comience, la fuente de ignición debe tener suficiente energía para calentar parte del contenido de la habitación (Ej. sofá), de modo que comiencen a descomponerse (pirolisis) y generar gases inflamables. El aire dentro de la habitación se difumina con los gases generados por la fuente de ignición y prenden en forma de llamas. Estas llamas generan mas calor, haciendo que más contenido de la habitación se ve afectado por pirolisis, generando mayor cantidad de gases inflamables, que se difuminan con más aire, aumentando el desarrollo de las llamas y así continua el ciclo. Estas llamas arden en la zona de reacción (en el punto donde el aire se encuentra con el gas inflamable) como llamas difusas.

4.2.2. Incendio en desarrollo

Una vez que el fuego inicial ha comenzado, siempre que haya suficiente combustible y aire disponible, las llamas del incendio inicial seguirán calentando el contenido de la habitación generando mayor cantidad de gases inflamable por pirolisis, haciendo que el incendio se desarrolle y se extienda a otras partes de la habitación de la misma manera mencionado en fuego inicial.

4.2.3. Flashover

En un incendio dentro de un compartimento puede llegar una etapa en que la

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radiación térmica total de la columna del incendio, los gases calientes y los límites calientes del compartimento produzcan la generación de productos inflamables por pirolisis a partir de todas las superficies combustibles expuestas dentro del compartimiento. Si aparece una fuente de ignición, el resultado puede ser una repentina y sostenida transición desde un incendio en desarrollo a un incendio totalmente desarrollado. Esto se llama Flashover,

En este punto las condiciones del local serán las siguientes:

Temperatura del colchón de gases: 500-650°C.

Potencia térmica de radiación: 12-20 Kw/m2.

La sobrepresión que se genera en el momento en el que ocurre el Flashover puede llegar a 0,01 bar (1 Kpa).

Flashover - Estándar ISO

La transición rápida hasta un estado donde todas las superficies están afectadas en el caso de un incendio de material combustible dentro de un espacio cerrado

4.2.4. Incendio totalmente desarrollado

Una vez que tiene lugar un Flashover, y siempre que haya suficiente combustible y aire disponibles, el incendio seguirá desarrollándose hasta que la habitación entera esta envuelta en llamas.

En la siguiente página representan una habitación, (una habitación ventilada es representada con un puerta abierta). Las siguientes páginas describen lo que está ocurriendo en cada habitación.

Habrá momentos cuando el incendio no continuará desarrollándose de una etapa a la siguiente:

o Insuficiente combustible. Si hay insuficiente combustible disponible que quemar, el incendio podría apagarse en una etapa temprana.

o Insuficiente ventilación. Si hay insuficiente aire disponible para que tenga lugar la combustión, el incendio se apagará.

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La extinción puede darse en cualquier etapa por distintas razones.

4.3. DESARROLLO DEL FUEGO EN UNA HABITACIÓN/COMPARTIMENTO NO VENTILADO, QUE RECIBE VENTILACIÓN EN UNA ETAPA POSTERIOR

4.3.1. Fuego inicial

Para que un incendio se desarrolle en un compartimento necesita aire, combustible y calor en las proporciones adecuadas. Normalmente hay suficiente aire y combustible potencial (que aún no está en estado gaseoso) dentro de un compartimento.

Para que un incendio comience, la fuente de ignición debe tener suficiente energía para calentar parte del contenido de la habitación (Ej. sofá), de modo que comiencen a descomponerse (pirolisis) y generar gases inflamables. El aire dentro de la habitación se difumina con los gases generados por la fuente de ignición y prenden en forma de llamas. Estas llamas generan mas calor, haciendo que más contenido de la habitación se ve afectado por pirolisis, generando mayor cantidad de gases inflamables, que se difuminan con más aire, aumentando el desarrollo de las llamas y así continua el ciclo. Estas llamas arden en la zona de reacción (en el punto donde el aire se encuentra con el gas inflamable) como llamas difusas.

4.3.2. Incendio en desarrollo

Una vez que el fuego inicial ha comenzado, siempre que haya suficiente combustible y aire disponible, las llamas del incendio inicial seguirán calentando el contenido de la habitación generando mayor cantidad de gases inflamable por pirolisis, haciendo que el incendio se desarrolle y se extienda a otras partes de la habitación de la misma manera mencionado en «fuego inicial».

4.3.3. Combustión latente

La combustión latente produce una cantidad limitada de calor (energía). Cuanto más tiempo arde un incendio en combustión latente, mayor será la cantidad de gases inflamables producidos por pirólisis y por una combustión incompleta. Un incendio en

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combustión latente puede no producir suficiente calor (energía) para proporcionar una fuente de ignición para los gases inflamables que se están produciendo.

4.3.4. Mezcla muy rica

Según un incendio se va desarrollando dentro de un compartimento con ventilación restringida/limitada, la temperatura aumentará gradualmente con el tiempo. Según va aumentando la temperatura, aumentará también las cantidades de gases producidas por pirolisis. La cantidad de carbono y monóxido de carbono que se produce por la combustión incompleta también aumentará a medida que el aire dentro del compartimento es consumido por el fuego en desarrollo. Si se mantiene la ventilación restringida/limitada del compartimento, el incendio consumirá el aire que queda, las llamas desaparecerán y el compartimento tendrá una mezcla muy rica.

4.3.5. Mini-Backdraught. Pulsaciones

Si se ha desarrollado una mezcla muy rica dentro de un compartimento, mientras el incendio disminuye también disminuirá la temperatura. Según va disminuyendo la temperatura de los gases calientes del incendio dentro del compartimento, los gases se contraen y el aire entrará a través de cualquier pequeña apertura (por debajo de puertas, ventanas, etc.). Al entrar el aire fresco, los gases en esa zona de entrada se mezclarán y con el aire que entra y se diluirán. Cuando la mezcla de gases de fuego y el aire en la zona de la fuente de ignición llegan a su rango de inflamabilidad, puede tener lugar una pequeña ignición localizada (mini-Backdraught). La ignición de esta mezcla tiene lugar en la «zona de premezcla» (ver página siguiente) formando llamas de premezcla.

4.3.6. Ciclo entre una mezcla muy rica y un mini-Backdraught

Cuando tiene lugar un mini-Backdraught dentro de un compartimento, produce más gases del incendio y un incremento en la temperatura (producto de combustión incompleta y pirolisis). La ignición del mini-Backdraught consume el aire que queda y se produce otra vez una situación de mezcla demasiada rica. Si no aparece ninguna apertura, el ciclo entre una mezcla muy rica y un mini-Backdraught puede seguir dándose.

Todo este proceso se produce alrededor y por encima del LSI, siendo la mezcla en la mayor parte del compartimento muy rica, pero la mezcla de gases y aire en la zona de pre-mezcla (parte inferior de la habitación y cerca de aperturas) cambia continuamente entre mezcla inflamable y mezcla muy rica.

Gráfico que muestra el ciclo de los gases del incendio en la zona de pre-mezcla cambiando entre una mezcla muy rica y un mini-Backdraught sigue produciéndoos.

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4.3.7. Backdraught

Una ventilación limitada puede hacer que un incendio en un espacio cerrado produzca gases del incendio que contengan proporciones significativas de productos de una combustión parcial y productos residuales de la pirolisis. Si estos productos se acumulan, la entrada de aire cuando se practica una apertura en el espacio cerrado puede producir una deflagración repentina. Esta deflagración que se mueve por el espacio cerrado y que sale por la apertura es el Backdraught.

La sobrepresión que se genera en el momento en el que ocurre el Backdraught puede llegar a 0,1 bar (10 Kpa).

4.3.8. Zona de pre-mezcla

La zona donde los gases del incendio dentro del compartimento se han mezclado con el aire entrante antes de producirse la ignición.

Dibujo que muestra la formación de una zona de pre-mezcla después de la ventilación de una mezcla muy rica

4.3.9, Backdraught (a partir de una mezcla muy rica)

Si se ha desarrollado una mezcla muy rica dentro de un compartimento y se crea una apertura (por ejemplo: bomberos entrando, rompiendo una ventana, la puerta se haya consumido por el fuego, etc.) el aire entrante se mezclará con los gases del incendio y estos se diluirán y alcanzarán de nuevo su rango de inflamabilidad. La zona dentro del compartimento donde los gases del incendio se están mezclando con el aire entrante se llama zona de pre-mezcla. Si una fuente de ignición se aviva y los gases del incendio están dentro de su rango de inflamabilidad, tendrá lugar la ignición Backdraught El tamaño de la zona de pre-mezcla y el punto del rango de inflamabilidad en que se encuentran la mezcla (gases del incendio y aire) cuando tiene lugar la ignición determinará la fuerza explosiva del Backdraught.

Gráfico que muestra los gases en la zona de pre-mezcla volviendo de una mezcla muy rica hasta su rango de inflamabilidad después de recibir ventilación

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Si se ha desarrollado un mini-Backdraught dentro de un compartimento y se crea una apertura (por ejemplo: bomberos entrando, rompiendo una ventana, la puerta se haya consumido por el fuego, etc.) el aire entrante se mezclará con los gases del incendio que quedan que tengan un rango muy rico y estos se diluirán y alcanzarán de nuevo su rango de inflamabilidad. La zona dentro del compartimento donde los gases del incendio se están mezclando con el aire entrante se llama zona de premezcla. Cuando los gases del incendio en la zona de pre-mezcla alcanzan su rango de inflamabilidad en la zona donde se produce un mini-Backdraught, esta los prenderá y se producirá un Backdraught. El tamaño de la zona de pre-mezcla y el punto del rango de inflamabilidad en que se encuentran la mezcla (gases del incendio y aire) cuando tiene lugar la ignición determinará la fuerza explosiva del Backdraught.

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4.3.11. Backdraught por auto-ignición

Sí la mezcla muy rica o el mini-Backdraught dentro de un espacio cerrado está por encima de su temperatura de auto-ignición (la menor temperatura a la que un gas se inflama, sin fuente de ignición) los gases del incendio se inflamarán según se mezclan con el aire y alcanzan su rango de inflamabilidad.

Cuando un incendio ha estado encerrado por un largo periodo de tiempo y se producen los ciclos entre una mezcla muy rica y un mini-Backdraught, la estructura y el contenido del compartimento continuarán absorbiendo calor. Cada vez que la mezcla muy rica pasa por su fase de bajada de temperatura (cuando el incendio disminuye), la temperatura a la que se reducen los gases del incendio aumenta con cada ciclo. Finalmente, los gases del incendio alcanzarán su temperatura de auto ignición durante su fase de enfriamiento, pero la mezcla será muy rica para inflamarse mientras que esté contenido dentro del compartimento.

Si se abre la puerta del compartimento cuando los gases del incendio de la mezcla muy rica o procedentes del mini-Backdraught están por encima de su temperatura de auto ignición, los gases del incendio se inflamarán en cuanto se mezclen con aire y alcancen su rango de inflamabilidad.

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4.3.12. Diagrama de flujo sobre el desarrollo del fuego

Escenario básico para un único compartimento no ventilado que recibe ventilación en una etapa posterior.

La extinción puede darse en cualquier etapa por distintas razones.

4.4. ANEXO TÉCNICO

Este documento está especialmente destinado a documentar someramente aquellos aspectos técnicos descritos en el presente manual.

El desarrollo de incendios desde el punto de vista del análisis de su evolución depende de dos factores esenciales:

Tipo de material.

Cantidad de oxígeno que puede ser aportada.

Para calcular los parámetros que rigen la evolución de un incendio debemos introducir una serie de conceptos que se definen como sigue:

4,4.1. Efecto térmico

Se define el efecto térmico como el efecto de la potencia calorífica que un determinado material provoca en un recinto cuando entra en combustión, cualitativamente se pretende determinar la potencia que un material es capaz de desarrollar por efecto de la combustión:

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Para definir de forma cuantitativa este efecto son necesarias dos expresiones:

Donde:

qc - Potencia de la combustión (cantidad de lo que se puede quemar por unidad de tiempo) en W ó Mw

X = Rendimiento de la combustión (su valor oscila entre 0,6 - 0,7).

m = Pérdida de masa en Kg/s, o lo que es lo mismo la masa de gases de pirólisis que se desprenden de la superficie del combustible y que consecuentemente participa en la combustión. Este factor define la Intensidad de la Combustión.

AHC = Cantidad de energía desprendida al consumirse un kg. de material en Mj/Kg La segunda expresión viene dada por la siguiente ecuación:

Donde:

At = Área del combustible en m2

m"= Pérdida de masa por unidad de tiempo y superficie kg/m2.s

Definidas las ecuaciones que nos permiten determinar el efecto térmico de una combustión, podemos pasar al análisis de las expresiones que determinan el comportamiento del incendio en base a los dos grandes parámetros que lo delimitan, como son la cantidad de oxígeno disponible y la cantidad de gases de incendio desprendidos.

En la primera fase del desarrollo de un incendio el efecto térmico que se produce está controlado por el combustible, ya que es el factor que se encuentra en minoría en el proceso, y el que por tanto va a marcar la cantidad de reacción química que se va a producir, pudiéndose considerar la cantidad de oxígeno como infinita, en esta fase el valor del efecto térmico es el ya visto por la expresión:

Si el incendio continúa, el efecto térmico que se va generando empieza a ser función del oxígeno que quede presente en el recinto, ya que este se va consumiendo y tan solo dispondremos del que penetre a través de las aberturas, en este momento el efecto térmico depende de la cantidad de oxígeno que puede entrar en el recinto incendiado y se calcula mediante la expresión:

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Esta es una expresión empírica mediante la cual observamos que a mayor índice de abertura, mayor será el efecto térmico ya que la cantidad de oxígeno que penetra en el recinto es mayor.

Debe entenderse, no obstante, que esta expresión está diseñada para un 100% de rendimiento en la combustión, lo cual no se da nunca en la realidad.

Para saber cual va a ser realmente el desarrollo que va a seguir un incendio se calculan las curvas correspondientes a ambas expresiones y la de menor valor (puede ser cualquiera de las dos, dependiendo de los casos) es la que nos indica la evolución del incendio.

4.4.2. Cálculo de la fase de incendio generalizado

Si recordamos la curva de desarrollo de incendios vemos que existe una momento marcado por el punto crítico donde pasamos a la fase de incendio desarrollado o de Flashover, es posible calcular, en función del material y las condiciones estructurales del recinto, cual es la potencia o efecto térmico necesario para que este se produzca, así como el rango de temperaturas necesarias para ello.

Las expresiones que nos permiten llegar a estos cálculos son las siguientes:

Para que se produzca el Flashover, es necesario disponer de una cantidad mínima de energía, esta se puede calcular mediante la expresión:

Se puede considerar que un combustible sólido precisa de 6 Kg. de aire por cada Kg. de combustible en su combustión, así pues tendremos que el valor de la pérdida de masa o caudal masa será:

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Mediante el cálculo de mb, podemos conocer sí el material que existe en el recinto va a ser suficiente para generar la potencia calorífica requerida para que se produzca el Flashover, mientras mIN, nos permite saber si entrará el aire suficiente.

El efecto será pues:

Mediante el cálculo de Qb sabremos si podemos alcanzar el valor calculado para Q,

Conocido el valor de Qb podemos entonces calcular la temperatura crítica en el cojín de gases para que se produzca el flashover, mediante la siguiente expresión:

El valor de la potencia del efecto térmico de radiación se desglosa del valor total del efecto mediante un balance de energía.

Los valores promedios así obtenidos son los indicados de 12 a 20 Kw/m2 y de 500 a 650°C.

4.4.3. Criterios de inflamabilidad

La forma de establecer los limites de inflamabilidad para los diferentes gases inflamables existentes, se verifica mediante una serie de ensayos normalizados, de forma que a través de esta serie de ensayos se calculan los valores para cada combustible que establecen tanto sus limites de inflamabilidad, como su temperatura de ignición y auto ignición.

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Sin embargo en el caso de un incendio, estos factores se ven alterados por las condiciones del entorno que rigen en el recinto incendiado, de forma que estos parámetros se ven notablemente alterados. Es altamente importante el efecto de la temperatura en los gases de incendio, ya que el aumento de esta amplía el valor del rango de inflamabilidad. Se calcula que un aumento de unos 100°C en la temperatura puede provocar un aumento en el límite superior de inflamabilidad del orden del 8% y un descenso del límite inferior de otro tanto. Podemos utilizar las ecuaciones de Burgess-Wheeler para el cálculo de límites de inflamabilidad de vapores de hidrocarburos a temperaturas distantes de la temperatura ambiente:

En cuanto a la medida en que la concentración de oxigeno modifica los límites de inflamabilidad, diremos que en el Ll.l. apenas existe variación debido a que a las concentraciones en dicho limite el oxígeno está en exceso, sin embargo el límite superior suele aumentar considerablemente al aumentar la concentración de oxígeno. Por ejemplo, para el propano el LS.I. pasa de ser el 9,5% a ser del 55% de ser calculado en oxígeno en lugar de en aire, mientras que el Ll.l. varia del 2,1% al 2,3%.

Por otra parte, es especialmente difícil el cálculo matemático con precisión de los límites de inflamabilidad para mezclas de gases, como es el caso de los gases de incendio, de hecho, se encuentran pocas fórmulas que permitan dichos cálculos. Sin embargo puede calcularse el valor el Ll.l. mediante la ecuación de Le Chatelier:

Donde es la fracción molar de cada uno de los componentes inflamables que componen la mezcla y Ll.l. su límite inferior de inflamabilidad, expresado también como fracción molar. Si analizamos pues esta expresión, vemos que una mezcla puede estar dentro de los limites de inflamabilidad, aunque cada uno de los componentes de forma individual lo esté por debajo. No obstante, se debe matizar que esta es una expresión empírica con numerosas excepciones y por consiguiente se debe ser muy crítico a la hora de aplicarla.

4.4.4. Efecto del incendio

Mediante esta expresión se quiere dar a entender, el efecto mecánico que produce el aumento de presión que provoca la ignición de la masa de gases combustibles cuando entran en ignición.

4.4.5. Plano neutro

Cuando un incendio se desarrolla en un recinto cerrado, se establecen unos gradientes de presión en el interior del mismo que básicamente establecen dos zonas claramente diferenciadas: una de presión positiva situada en la parte superior del recinto otra de presión negativa situada en la parte inferior, la interfase entre ambas zonas se denomina plano neutro tal y como se muestra en la figura.

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Las distintas etapas por las que atraviesa el incendio, hacen que las zonas de presión cambien su tamaño y por consiguiente provocan un desplazamiento del plano neutro.

En la medida en que el incendio se desarrolla el plano de presión positiva aumenta, haciendo disminuir el volumen del plano de presión negativa pudiendo desplazar la resultante del plano neutro por debajo del nivel del suelo en incendios con escasa aumentación de oxígeno.

5.1. EXTINCIÓN CON AGUA

El agua es un medio de extinción ideal, ya que se puede disponer de él fácilmente y cuando se aplica a un incendio ataca a todos los lados del triángulo del fuego, esto es:

• Reduce el combustible: la expansión del agua al convertirse en vapor diluye los gases inflamables.

• Reduce la producción de más gases inflamables a partir de la pirólisis ya que reduce la temperatura.

La expansión, al convertirse el agua en vapor, expulsa parte de los gases del incendio.

Reduce la temperatura: absorbe el calor al convertirse el agua en vapor y por el efecto del enfriamiento directo.

Reduce el comburente: el vapor limita la cantidad de oxígeno que llega al incendio por sofocación.

Cuando el agua se convierte en vapor se expande en volumen a raíz de 1:1700 a 100°C, (esto es, a 100°C, por cada litro de agua aplicado, se producen 1.700 litros de vapor). Si la temperatura del vapor aumenta, seguirá expandiendo de forma proporcional.

5.1.1. Uso efectivo del agua

Para extinguir un incendio, el personal que lleve puesto equipos de respiración debe intentar mantener un equilibrio entre aplicar pequeñas cantidades de agua para mantener la producción de vapor al mínimo y aplicar suficiente agua para extinguir el incendio.

Si se aplican grandes cantidades de agua en una habitación con ventilación restringida, la cantidad de vapor producido hará bajar el piano neutro y deteriorará las condiciones para os bomberos al reducir la visión, exponerlos al vapor y a temperaturas mayores.

Cuando se utiliza el agua como agente extintor, solamente la zona superficial del Agua (gota o chorro) realiza funciones de enfriamiento. Para enfriar la mayor cantidad de gas con la menor cantidad de agua, la gota debe tener cierto tamaño. Si la gota es demasiado grande, el calor procedente del incendio solamente puede convertir la zona superficial de la gota en vapor. Gran parte del agua no se evaporará y caerá al suelo. Igualmente, si el tamaño de la gota es demasiado pequeño, entonces se necesitará

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muy poca energía para hacer que el agua se evapore y el agua rociada se convertirá en vapor antes de que penetre los gases. Consecuentemente la producción de calor del Incendio aumenta y se necesita mayor cantidad de agua para extinguir el incendio. Si la temperatura en un espacio cerrado es relativamente baja (combustión latente), entonces lo más eficiente son unas gotas muy finas. Pero si el incendio en un espacio cerrado ha producido mucho calor, las gotas finas se convertirán en vapor fácilmente sin penetrar los gases ni proporcionar el enfriamiento suficiente para controlar las condiciones. Por lo tanto, según va en aumento la temperatura del incendio, el tamaño de la gota de agua también tendrá que aumentar para llegar a controlar las condiciones.

5.1.2. Extinción de un incendio

Los distintos métodos de aplicar agua a los gases del incendio y al incendio se explican en la siguiente sección bajo tres encabezamientos separados. Sin embargo, en la práctica los bomberos estarán constantemente alternando entre esos métodos y utilizando una combinación de los tres, y las diferencias entre cada método serán cada vez más difíciles de detectar según van combinándose unos con otros.

Las circunstancias que dictarán cómo atacar al incendio y qué método utilizar son:

• El tamaño del compartimento. En un espacio pequeño (p.e. una sala de estar) un, equipo debería ser capaz de controlar las condiciones con seguridad. Sin embargo, en un espacio grande pueden hacer falta dos o tres equipos (o más) para controlar las condiciones con seguridad. Los equipos tendrán que trabajar juntos utilizando una estrategia combinada, y esto solamente se puede conseguir mediante buenas comunicaciones (por radio) entre los diferentes equipos.

• La extensión del incendio. Según un incendio se hace más grande, se necesitará más cantidad de agua para enfriar las condiciones y controlarlas. Si el incendio en el compartimento es muy severo, los bomberos quizás no puedan entrar.

• Tal vez se necesite una estrategia diferente para hacer frente a condiciones de Flashover y Backdraught, (ver apartados sobre extinción de un incendio ventilado o no ventilado en el capítulo 6 «Reconocimiento y procedimientos»).

• El contenido del compartimento. Por ejemplo, goma, espuma, plásticos, etc, producen mayor cantidad de gases inflamables (ricos en energía) y deben ser tratados con mayor precaución.

• Ventilación del edificio y de cada compartimiento debido a la acción del incendio (rotura de ventanas, puertas consumidas por el fuego) o a la acción de los bomberos (al abrir puertas, romper ventanas).

5.2. TÉCNICAS DE EXTINCIÓN

Cuando un incendio se desarrolla en el interior de un compartimiento aparecen dos capas separadas.

La capa superior contendrá los productos del incendio (gases de incendio) y la capa inferior contendrá el aire remanente en la habitación. La separación de estas dos capas se denomina plano neutro.

A medida que el incendio se desarrolla la presión en la capa superior aumentará debido al aumento de la temperatura y a la producción de gases desde la fuente de ignición y la pirolisis.

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En la capa inferior la presión decrecerá ya que el aire remanente en el compartimiento está siendo util izado y arrastrado hacía el incendio.

Una intervención bien real izada supone evi tar la aparición del Floshover o del Backdraught. El objetivo principal para evitarlo será bajar la temperatura de los gases mediante la técnica adecuada de aplicación de agua y la inflamabilidad de la mezcla por di lución de los gases de incendio con el vapor de agua generado, posteriormente se extinguirán los focos de ignición.

Cuando se extingue una l lama con polvo químico, alrededor de cada part ícula se forma una zona de aproximadamente 1 mm de espesor donde no existe combustión, el conjunto de estas zonas extingue la l lama. Si se pudiesen obtener gotas de agua lo suficientemente pequeñas y compactas entre sí en la l lama, ésta también se extinguiría.

Teóricamente se necesitarían 200 mil lones de gotas por metro cúbico de l lama para extinguirla según el efecto descrito. Si las gotas de agua se mueven rápidamente entre las l lamas, estas enfriarán un volumen mayor. Este efecto comienza a notarse cuando las gotas de agua adquieren un diámetro igual o inferior a 0,3 mm.

Existe un método de extinción di ferente a los ya definidos de forma habitual como son el de ataque directo e indirecto expl icados amplia y extensamente en mult i tud de manuales, este método se denomina «Extinción Ofensiva» desarrollado en el punto 5.4.4, y consiste en atacar los gases inflamados con el tipo de gota descrito, para ello es preciso disponer de una lanza adecuada que proporcione este tipo de niebla y un caudal aproximado de 300 l/m. la proyección a los gases calientes se realiza mediante cortas y sucesivas pulsaciones con una abertura de cono intermedia, la gasificación del agua que se produce provoca una contracción de los gases inflamados y una elevación del plano neutro.

Dicha contracción se debe al descenso de la temperatura provocado en los gases de incendio. Cuando la cantidad de agua utilizada y la forma en que se aplica son las correctas el efecto global es el de una contracción, ya que el volumen total de gases de incendio disminuye en tal proporción, que la suma del volumen de los gases enfriados más

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el volumen del vapor de agua generado, no superan el volumen inicial de los gases de incendio.

Con el fin de mantener estos parámetros estables, en la extinción de un incendio los buceadores de humo deben mantener un delicado equilibrio entre las pequeñas cantidades de agua aplicada, con el fin de mantener al mínimo la cantidad de vapor producido pero aportando el agua suficiente para extinguir el incendio.

Demasiada agua produce grandes cantidades de vapor, haciendo descender el plano neutro y deteriorando las condiciones para los bomberos reduciendo la visión, exponiéndolos al vapor y aumentando la temperatura.

Para enfriar la máxima cantidad de gases con la mínima cantidad de agua, el tamaño de las gotitas desde la lanza deben mantenerse tan pequeñas como sea posible, y así aumentar la superficie de agua disponible para enfriar. Estas pequeñas gotitas aplicadas en pulsaciones cortas asegurará un enfriamiento rápido a medida que atraviesan los gases calientes produciendo la mínima cantidad de vapor, asegurando unas condiciones en el interior del compartimiento lo más confortables posibles.

Además de la cantidad de agua utilizada, el lugar donde se coloca el agua es importante también. Si el agua cae toda sobre el piso no está siendo efectiva, por consiguiente el agua debe ser dirigida al interior de la capa de gases donde esta puede ser mejor aprovechada. 5.3. MÉTODOS DE EXTINCIÓN

Los métodos de extinción se pueden estudiar de diversas formas, en este manual TEPESA, plantea agruparlos bajo tres encabezamientos principales: Directo, Indirecto y Enfriamiento de los gases,

5.3.1, Método directo

La lanza se abre lo mínimo para rociar con agua el contenido de la habitación (también puede utilizarse en las paredes si están hechas de material inflamable como madera), Si se utiliza correctamente asegurará que los elementos enfriados no sigan produciendo gases inflamables por medio de la pirolisis. Debe utilizarse tan pronto como los gases del incendio en la zona han sido controlados y antes de que los bomberos avancen y pasen junto a artículos / elementos que se han visto involucrados en el incendio.

Cuando los bomberos se están moviendo por un espacio cerrado, deben tener cuidado para no remover cenizas que pueden entrar en contacto con los gases del incendio y

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tener el potencial de inflamarlos.

Efecto • Enfría el contenido del compartimento. • Extingue el incendio en sus etapas finales.

• Protege a los bomberos por el enfriamiento del contenido del compartimento para evitar que se inflamen de nuevo y que se produzcan más gases inflamables por pirolisis, asegurando que su ruta de retirada permanece segura.

• Produce grandes cantidades de vapor. • Produce daños por agua. • Puede producir la entrada de aire lo que puede intensificar el incendio.

Ajuste de la aspersión (ajuste ancho o estrecho)

Depende de la distancia a la que hay que proyectar el agua y el tamaño de la zona a ser enfriada / extinguida —cuanto mayor sea el elemento, más ancho será el cono de aspersión y cuanto más lejos sea la zona del operador de la lanza, más estrecho será el cono de aspersión.

Duración de la pulsación

Depende de la cantidad de enfriamiento necesario/tamaño del incendio cuanto mayor sea la cantidad de calor retenido en el elemento a enfriar/extinguir, más durará la pulsación (mayor cantidad de agua para enfriar según las condiciones).

Método directo

5.3.2. Método indirecto

La aspersión se dirige directamente a los gases del incendio y a los límites calientes del compartimento. Las pequeñas gotas de agua pasan rápidamente a través de los gases calientes del incendio enfriando y contrayéndolos, y llegan hasta el techo y las paredes reduciendo su temperatura. Según el agua se convierte en vapor (gas inerte) los gases del incendio se diluirán al mezclarse con el vapor, y será más difícil que se inflamen (será necesario una fuente de ignición mayor, con más energía) según van enfriando. Al enfriarse los límites calientes del compartimento, el calor retenido en ellos se reduce, ralentizando la producción de gases inflamables por medio de la pirolisis. Cuando el agua rociada alcanza las paredes calientes y el techo, se convertirá en vapor con mayor facilidad al absorber energía (calentándose) cuando choca contra el techo/paredes con fuerza y, por lo tanto, requiere menos energía para su transformación en vapor.

Efecto • Enfriar, contraer y diluir los gases del incendio. • Enfriar los límites del compartimento.

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• Protege a los bomberos al reducir la temperatura que emiten los gases del incendio y al extinguir las llamas que están por encima del plano neutro.

• También reduce el calor retenido en el techo/paredes del compartimiento y reduce/detiene la producción de gases por pirolisis.

• Sofoca el incendio con vapor.

• Reduce la visión.

• Empeora las condiciones.

Ajuste de la aspersión (ajuste ancho o estrecho)

Depende de varios factores:

El tamaño del compartimento. Cuanto más ancho sea el compartimento más ancho será el cono de aspersión, cuanto más alto sea el techo, más estrecho será el cono de aspersión (para penetrar hasta el techo).

La profundidad de la penetración necesaria, (esto es, fuego en el lado opuesto del compartimento). Cuanto más profunda sea la penetración necesaria (para enfriar los gases/límites del espacio y extinguir las llamas), más estrecho será el cono de aspersión.

El tamaño del incendio. Según aumenta la producción de calor, la anchura del cono de aspersión tendrá que ser más estrecha ya que de otro modo el agua se convertirá en vapor antes de que produzca el efecto de enfriamiento sobre el incendio.

Duración de la pulsación

Dependiendo del tamaño del incendio, según va aumentando la producción de calor por parte del incendio, la duración de la pulsación tendrá que aumentar, de otro modo la mayor parte del agua se convertirá en vapor antes de que produzca el suficiente efecto de enfriamiento en el incendio.

Si se necesita un cono estrecho de aspersión para penetrar en los gases del incendio y toda la anchura del compartimento no esta siendo enfriado, habrá que hacer movimientos de barrido rápidos para rociar la totalidad del compartimento. Esto sirve para asegurarse de que las llamas / gases calientes del incendio no alcancen a los bomberos a través de la zona que no está siendo indirectamente enfriada.

El método indirecto producirá mayor cantidad de vapor que el método de enfriamiento del gas, porque los límites calientes del compartimiento también están siendo enfriados y, por lo tanto, se necesita mayor cantidad de agua (vapor). Los bomberos siempre deben intentar asegurarse de que todo el agua se convierte en vapor antes de llegar al suelo. La capacidad de mantener el equilibrio entre la cantidad suficiente de agua para controlar el incendio y la cantidad mínima para mantener a los bomberos por debajo del plano neutro requiere mayor habilidad que el método de enfriamiento de gas porque se produce mayor cantidad de vapor que hace descender el plano neutro.

Debido a la dificultad de su correcta aplicación, es aconsejable aplicar este método desde el exterior al compartimiento ya que su incorrecta aplicación empeorará las condiciones del lugar.

5.3.2.1. Método abierto

Se deja la puerta abierta todo el tiempo y se aplican pulsaciones de agua a través de la apertura. La cantidad de agua aplicada dependerá del calor (energía) retenido dentro

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del compartimiento.

Desventajas de este método:

a) Si los bomberos que llevan a cabo las técnicas de extinción están dentro del edificio, los gases calientes diluidos y el vapor entrarán en el mismo compartimento donde está el equipo. Si este compartimento no está bien ventilado, el equipo puede tener que aguantar unas condiciones innecesarias.

b) Quizás las técnicas de extinción no consigan penetrar en el compartimiento con la eficacia que se consigue con el método cerrado.

53.2.2. Método cerrado

Se aplican pulsaciones de agua a través de la puerta, que luego se cierra inmediata mente. Cuando la sobrepresión dentro del compartimento haya bajado, se repite el proceso. La cantidad de agua aplicada dependerá del calor (energía) retenido dentro del compartimento.

Una ventaja de este método es que los gases calientes y el vapor se quedan dentro del compartimento. El vapor es también un agente extintor más eficiente, porque no puede escapar del

compartimiento y por lo tanto penetra en todas las zonas con mayor eficacia.

Desventajas de este método:

1. Si se aplican grandes cantidades de agua rápidamente, el aumento de la presión dentro del compartimento puede romper las ya de por sí debilitadas ventanas o paredes.

2. Como el equipo está aplicando el agua a través de la puerta, deben observar constantemente los gases del incendio que salen por la parte superior de la

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puerta (mayor concentración), cada vez que la abren, para asegurar que están diluidas con vapor.

Según los gases del incendio se enfrían y diluyen, la cantidad de agua que se aplica puede reducirse. Siempre es mejor aplicar demasiado agua que correr el riesgo de que se produzca un Backdraught.

5.3.3. Método de enfriamiento de los gases

Se rocía directamente los gases calientes del incendio, pero no se alcanza los límites del compartimento ni su contenido (solamente enfría los gases del incendio). Las pequeñas gotas de agua pasan a través de los gases calientes del incendio haciendo que se enfríen y contraigan. Según el agua se convierte en vapor (gas inerte) los gases del incendio se diluirán al mezclarse con el vapor, y según van enfriando será mas difícil que se inflamen (será necesario una fuente de ignición mayor, con más energía).

Efecto

Enfriar, contraer y diluir los gases del incendio.

Protege a los bomberos al reducir la temperatura que emiten los gases del incendio y al extinguir las llamas que están por encima del plano neutro.

Eleva o mantiene el plano neutro. Mejora la visión. Mejora las condiciones.

Ajuste de la aspersión (ajuste ancho o estrecho)

Depende de vahos factores:

El tamaño del compartimento.

La profundidad de la penetración necesaria. Cuanto más profunda sea la penetración necesaria (para enfriar los gases / extinguir las llamas), más estrecho será el cono de aspersión.

El tamaño del incendio. Según aumenta la producción de calor, la anchura del cono de aspersión tendrá que ser más estrecha ya que de otro modo el agua se convertirá en vapor antes de que produzca el efecto de enfriamiento sobre el incendio.

Duración de la pulsación

Dependiendo del tamaño del incendio, según va aumentando la producción de calor por parte del incendio, la duración de la pulsación tendrá que aumentar, de otro modo la mayor parte del agua se convertirá en vapor antes de que haya penetrado en el incendio.

Si se necesita un cono estrecho de aspersión para penetrar en los gases del incendio y toda la anchura del compartimento no esta siendo enfriada, habrá que hacer movimientos de barrido rápidos para rociar la totalidad del compartimento. Esto sirve para asegurarse de que las llamas/gases calientes del incendio no alcancen a los bomberos a través de la zona que no está siendo enfriada.

Enfriamiento del gas con cono de aspersión ancho

Enfriamiento del gas con cono de aspersión estrecho

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Si los bomberos aplican el agua con habilidad, pueden mantener el equilibrio entre la suficiente cantidad de agua para controlar el incendio y la cantidad mínima que los mantenga por debajo del plano neutro. Sin embargo esto no debe afectar a su propia seguridad, si no son capaces de controlar las condiciones deben retirarse inmediatamente.

Si son capaces de controlar las condiciones y mantener la visibilidad, serán protegidos del calor que hay encima del plano neutro.

5.4. MÉTODO OFENSIVO

Este método de extinción es el resultado de la aplicación práctica de los conceptos teóricos establecidos anteriormente, y por tanto es en el que nos vamos a centrar, se puede aplicar en recintos donde tenemos gases de combustión originados por un incendio, aunque su implementación va más allá de la mera forma en que debemos proyectar el agua, existen una serie de reglas que se deben de cumplir, y sobre todo un equipo que debe de actuar siguiendo estas reglas, si esto no es así podemos hacer desembocar en accidente lo que debe ser una intervención rápida y eficaz.

El mando a cargo de la unidad, debe hacer una lectura del edificio previa a la entrada de los bomberos desde la cual identifique los factores descritos anteriormente de tal forma que el equipo de intervención pueda tener una idea aproximada de la fase en el desarrollo de incendio en que éste se encuentra.

Este es un método agresivo hacia los gases del incendio, recordemos que éstos podían ser de alto contenido energético o normal, y los podíamos encontrar inflamados o sin inflamar, dentro o fuera de su rango de inflamabilidad, dependiendo de la evolución en el desarrollo de incendio.

Como consideración previa, debemos puntualizar que en toda intervención debe establecerse con anterioridad un procedimiento por el cual se establezca el número de hombres que van a intervenir, y las funciones que cada uno realizará. También es conveniente dar nombre a estos procedimientos, por ejemplo buceo en humos.

Así mismo debemos definir el tipo de instalación a utilizar para la aplicación de esta técnica, para lo cual se establecen los siguientes criterios.

El factor determinante para que la técnica sea efectiva es la forma de aplicación del agua, esta puede conseguirse de varias formas dependiendo del tipo de instalación que se utilice, básicamente podemos obtener dos tipos de instalación:

Instalación con baja presión y mangueras de 45 mm de diámetro, con lo cual

debemos establecer una presión en punta de lanza de 8 bar y regular el caudal e la lanza en la posición más próxima a los 300 l/min. con una abertura de cono adecuada al frente que se desea cubrir, que en todo caso no será el de apertura total.

El segundo tipo de instalación que se puede efectuar, es con una línea de 25 mm de diámetro de alta presión con lanza adecuada para trabajar en estas

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condiciones, donde los requerimientos de bomba suelen estar entre los 25 y 30 bar depresión para que en la posición de 115 l/min., podamos obtener un caudal próximo a los 300 l/min., la abertura del cono será la misma que en el caso anterior.

De entre ambas posibilidades se aconseja la segunda dada su mayor manejabilidad. El agua se aplica con una serie de pulsaciones cortas y muy rápidas.

Establecidos estos parámetros iniciales podemos resumir en 5 pasos el método de taque ofensivo.

5.4.1. Asegurar el acceso y la salida

El binomio de bomberos que va a introducirse en el recinto debe de observar la cantidad de humos, el color, la densidad y la forma en que los gases de incendio se desarrollan en el exterior a través de las puertas y ventanas, pues este es un indicador del estado de la temperatura y concentración de los gases, dando así una idea aproximada en cuanto a la posibilidad de que el Backdraught se produzca al abrir la puerta y que los gases evolucionen desde el limite superior de inflamabilidad hacia el rango de inflamabilidad. Para evitarlo, se aseguran el acceso y salida del personal, mediante la proyección de agua pulverizada sobre la puerta y los gases que ya se encuentren en el exterior enfriándolos.

Cuando los dos acceden al interior del recinto, en el lugar por donde penetran debe permanecer otro miembro del equipo de ataque para asegurar que los gases que saldrán al exterior no se autoinflamen y observar su evolución con el fin de hacer salir al equipo del interior o reforzarlo si se diese el caso.

5.4.2. Control de temperatura

Tras la penetración del binomio debe cerrarse la puerta con el fin de evitar el aporte de oxígeno al incendio, y proceder inmediatamente a proyectar agua en la zona de presión positiva para enfriar y diluir los gases del incendio, a esta operación se le denomina control de temperatura.

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Esta acción se efectúa sobre los gases que nos encontramos nada mas entrar en el recinto, mediante pulsaciones cortas y muy rápidas tal y como se ha expuesto anteriormente, si el agua proyectada se gasifica de forma rápida significa que tenemos altas temperaturas de los gases de combustión y debemos actuar rápidamente refrescando y diluyendo estos gases, si es preciso mediante pulsaciones algo más largas aunque no menos frecuentes.

5.4.3. Enfriamiento de gases

En la medida en que se avanza, se deben efectuar pulsaciones de agua con el fin de enfriar y diluir los gases de combustión, cuando nos encontremos con el frente de llamas donde los gases de combustión se encuentran en su pleno desarrollo de incendio, actuaremos de forma ofensiva aumentando el efecto de las pulsaciones, prolongando si es preciso el tiempo de la pulsación y reduciendo el tiempo entre ellas, teniendo en cuenta que no debemos aplicar más cantidad de agua de la necesaria, ya que de lo contrario romperíamos el equilibrio entre los volúmenes de gases gene a dos provocando un fuerte incremento de la cantidad de vapor de agua el cual a una temperatura superior a los 100°C ocuparía la mayor parte del volumen del recinto provocándonos quemaduras mucho más graves que las que el propio incendio nos generaría por efecto del calor radiante y anulando así mismo el efecto deseado de enfriamiento y aumento de visibilidad como consecuencia de la contracción de los gases de combustión.

5.4.4. Pintado de paredes

Si persistimos en el ataque a los gases de combustión, finalmente conseguiremos cortar el avance de propagación del incendio de tal forma que solo quedará activo el foco primario del incendio y el efecto de destilación de los materiales próximos a él en estado de pirolisis como efecto de la inercia térmica que todavía sigue acompañando al proceso.

En este punto se procede a pintar paredes, lo cual consiste en aplicar un caudal muy

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pequeño de agua en las superficies calientes (como si se estuviese pintando) de tal forma que el proceso de pirólisis se interrumpa.

5.4,5. Ataque directo

Una vez detenido el proceso de pirolisis y la acumulación de gases, se procede a finalizar la extinción mediante el ataque directo al foco primario del incendio, para lo cual no es necesario actuar con un caudal excesivo, sino el mínimo necesario para conseguir enfriar y cortar de forma definitiva el proceso de incendio.

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RECONOCIMIENTOS Y PROCEDIMIENTOS 6.1. SEÑALES Y SÍNTOMAS DE UN FLAS HOVER

El Flashover es una repentina etapa de transición en el desarrollo de un incendio en un espacio cerrado ventilado, justo antes de que el espacio se vea totalmente envuelto en fuego.

6.1.1. Señales externas (compartimento ventilado)

1. Temperatura alta en los accesos al recinto

Según sea el punto de evolución del incendio dentro del recinto, un indicador del punto de Flashover será el nivel de temperatura que podamos ver en el acceso.

2. Humo denso y oscuro con pequeñas lenguas de fuego

Podemos advertir pequeñas lenguas de fuego en el humo, que salen del interior del recinto afectado.

6.1.2. Señales internas (compartimento ventilado)

1. Llamas visibles entre los gases del incendio

Según el incendio se va desarrollando y se producen mas gases inflamables por una combustión incompleta y por pirolisis, las llamas aumentarán de longitud al necesitar más cantidad de oxígeno para que tenga lugar la combustión.

2. Materiales combustibles que desprenden gas debido a la pirolisis

Según el incendio se va desarrollando en el espacio cerrado y la temperatura aumenta, el calor irradiado aumentará y afectará al contenido combustible haciendo que se desprenda gas debido a la pirolisis.

3. Temperaturas altas, velocidad de la combustión

Al aumentar las llamas de tamaño y llegar hasta el techo, Ja producción de calor aumenta, incrementando la temperatura a la altura del techo; cuanto mayor sea la temperatura, más rápida será la velocidad de combustión y más rápidamente se extenderá el fuego por todo el espacio cerrado,

4. Descenso del Plano Neutro

A la vez que aumenta el desarrollo del incendio, también aumenta la producción de gases del incendio. Si el incendio produce gases con mayor rapidez que con la que pueden escapar del compartimento, el plano neutro descenderá.

5. Repentino aumento en el desarrollo del incendio

Cuando el desarrollo del incendio se acerca al comienzo de un Flashover, el desarrollo del incendio aumentará repentinamente de velocidad. Esto se debe a la gran cantidad de calor desprendido por el incendio, produciendo gran cantidad de gas y pirólisis. Estos gases se elevarán rápidamente y se inflamarán, aumentando la emisión de calor del incendio, incrementando su desarrollo.

6. Pirólisis a nivel del suelo en un espacio cerrado

Según el desarrollo del incendio se acerca al comienzo de un flashover, la emisión de calor del incendio será tan grande que puede darse pirolisis a nivel del suelo. Cuando todos las superficies inflamables expuestas (Ej. moquetas) están desprendiendo gases debido a la pirolisis, el Flashover está comenzando.

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Los signos enumerados arriba son una progresión de acontecimientos y algunos de ellos tal vez no sean visibles por varias razones, como pueden ser:

• Llamas visibles en los gases del incendio —si los gases del incendio son muy densos, quizás no se puedan ver las llamas—.

• Pirolisis —si la cantidad de luz es muy bajo dentro de la habitación (debido a los gases o falta de luz del sol), quizás no se puedan ver los gases producidos por pirólisis—.

6.2. SEÑALES Y SÍNTOMAS DE UN BACKDRAUCHT

Un Backdraught, es el desarrollo de un incendio dentro de un espacio cerrado con ventilación limitada o ninguna ventilación, que recibe ventilación después de cierto período de tiempo, si un incendio lleva cierto tiempo desarrollándose sin ventilación o con ventilación limitada, todo el oxígeno puede haber sido consumido y lo más probable es que se haya acumulado una mezcla muy rica.

6.2.1. Señales externas (compartimento sin ventilación o con ventilación limitada)

Los gases del incendio bajo presión son expulsados por ranuras

Si el piano neutro ha alcanzado el suelo y la pirolisis continua debido al calor retenido dentro del compartimento, la sobre presión dentro del compartimento aumenta y expulsa a los gases del incendio por cualquier ranura que exista en la estructura (Ej. huecos alrededor de puertas, ventanas, ventiladores, tejas en el tejado, etc.).

Cases del incendio expulsados periódicamente por ranuras. Pulsaciones

Si se ha desarrollado una mezcla muy rica dentro de un compartimento, mientras el incendio disminuye también disminuirá la temperatura. Según disminuye la temperatura de los gases calientes del incendio dentro del compartimento, los gases se contraen, la sobrepresión se reduce y aire será aspirado hacia dentro a través de cualquier pequeña ranura. Esto hará que parte de los gases del incendio se diluyan y alcancen su rango de inflamabilidad produciendo una mezcla explosiva localizada que puede llegar a inflamarse (rnini-Backdraught). Si estos gases del incendio se inflaman, la sobrepresión aumenta, expulsando gases del incendio por cualquier ranura que pueda existir en la estructura (por ejemplo: huecos alrededor de puertas, ventanas, ventiladores, tejas en el tejado, etc.).

3. Ventanas ennegrecidas sin señales visibles de llamas

Con el oxígeno consumiéndose dentro del compartimento tiene lugar una combustión incompleta. Las partículas de carbono son un producto residual de la combustión incompleta. A la vez que se reduce el nivel de oxígeno, aumenta la producción de partículas de carbono, que se depositarán sobre las superficies del compartimento. Según se va formando una mezcla muy rica, las llamas comienzan a reducirse debido a la carencia de oxígeno, A veces las llamas no serán visibles debido a la densa acumulación de gases del incendio por encima del plano neutro.

4. Columnas de humo denso y oscuro

Puede ocurrir que dichos gases estén en temperatura de autoinflamación y al contacto con el aire exterior se inflamen al entrar en rango de inflamabilidad.

6.2.2. Señales internas (compartimento sin ventilación o con ventilación limitada)

1. Plano neutro bajo

Si el plano neutro baja al nivel del suelo, entonces es que se ha consumido todo el oxígeno dentro del espacio cerrado y lo más probable es que exista una mezcla muy rica.

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2. Oscurecimiento de los gases del incendio

Según un incendio se va desarrollando dentro de un espacio cerrado, el plano neutro puede finalmente llegar hasta el nivel del suelo debido a los productos de la combustión incompleta y la pirolisis. Si todavía se retiene calor dentro del espacio cerrado, la pirolisis continuará produciendo gases. Si el plano neutro ya ha alcanzado el nivel del suelo, al producirse mayor cantidad de gases, estos comenzarán a comprimirse. Tanto los efectos de la combustión incompleta como la compresión de los gases hará que oscurezca la apariencia de los gases del incendio.

3. Entrada de aire y expulsión de los gases a través de una apertura

Si una mezcla muy rica existe dentro de un espacio cerrado, cuando se crea una apertura los gases calientes salen por la apertura y entra aire fresco. Cuanto más intenso sea este intercambio de aire fresco / gases del incendio, más energía existe dentro del compartimento, mayor potencial para que se dé un Backdraught.

4. Casos del incendio expulsados periódicamente por una apertura. Pulsaciones

Cuando aparece una apertura en un espacio cerrado que contiene una mezcla muy rica dentro, el aire fresco es absorbido por fa parte más baja y los gases del incendio escapan por la parte alta de la apertura. Finalmente los gases del incendio alcanzarán su rango de inflamabilidad. Si está disponible una fuente de ignición, en un primer momento se inflamarán los gases que se encuentren en los alrededores de la fuente de ignición. Los gases del incendio que se inflamen en primer lugar se expandirán rápidamente y, según vayan expandiéndose, inflamarán los gases que les rodean, los cuales a su vez expandirán rápidamente. Este proceso avanzará por todo el compartimento (si los gases están dentro de su rango de inflamabilidad). El aumento de la presión dentro del compartimento, debido a la expansión de los gases al inflamarse puede verse en la apertura como pulsaciones de los gases del incendio (que aún no se han inflamado). Sin embargo, solamente será durante unos instantes (quizás una fracción de segundo en una habitación pequeña), hasta que dentro del espacio se inflamen más gases y sean expulsados por la apertura en forma de llama (Backdraught).

6.3. PROCEDIMIENTOS

6.3.1. Observación de los gases del incendio en el interior del recinto

Cuando estén dentro de un espacio cerrado, los bomberos deben vigilar la zona que les rodea constantemente, especialmente los gases del incendio a nivel del techo para asegurarse de lo siguiente:

Si el incendio comienza a desarrollarse de nuevo alrededor o por detrás del equipo habrá que observarlo rápidamente y tomar las medidas apropiadas: el equipo se retira o aplica agua de forma apropiada.

Si las condiciones cambian y el tamaño del incendio aumenta repentinamente el equipo debe darse cuenta inmediatamente para poder tomar las medidas apropiadas: el equipo se retira o aplica agua de forma apropiada.

Al vigilar la zona a su alrededor, el equipo puede asegurarse de que están en una posición segura y que su ruta de salida se mantiene segura.

Un miembro del equipo comprobará las condiciones por encima de él y hacia delante. El otro miembro del equipo comprobará las condiciones por encima de él y por detrás.

Dibujo que muestra a un equipo observando los gases de incendio

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6.3.2. Comprobaciones de temperatura

El propósito de las comprobaciones de temperatura es conseguir una indicación de la temperatura a nivel del techo justo por delante o por encima del equipo, (también pueden usarse para comprobar la altura del techo). Esto es especialmente importante en un compartimento con diferentes alturas del techo, ya que un incendio puede estar muy desarrollado en la zona donde la altura del techo es mayor. Al utilizar este procedimiento, los bomberos podrán evaluar su situación.

Los bomberos deben llevar a cabo comprobaciones de temperatura antes de entrar y periódicamente según van avanzando por el compartimento. El ajuste del cono de la lanza se fija en aproximadamente 20° (si se utiliza un cono de aspersión ancho, el agua puede no alcanzar el techo, y si se utiliza un cono de aspersión estrecho, la mayor parte del agua caerá al suelo). Se aplica una pulsación de agua directamente al techo justo por delante o encima del equipo. Si se siente, oye o ve agua caer al suelo, esto servirá de indicación para los bomberos de las condiciones que existen por encima de ellos. Pueden utilizar esta información para decidir su siguiente acción, esto es: permanecer en posición, retirarse o avanzar. Si no cae agua al suelo, el equipo debe rápidamente aplicar más agua a los gases del incendio que hay encima de ellos. Esto puede llevarse a cabo con pulsaciones más largas.

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6.3.3. Posición dentro de un espacio cerrado

Cuando los bomberos entren en un compartimento, siempre deben tener en consideración uno de las tres opciones siguientes:

6.3.3.1. Mantener la posición, avanzar o retirarse

El equipo debe mantenerse en una posición segura asegurándose de que:

La ruta de salida entre el equipo y el exterior está en condiciones de utilizarse en todo momento, con todas las señales del incendio extinguidas y los gases del incendio diluidos y enfriados.

El compartimento en que están no muestra señales de un inmediato Flashover o Backdraught.

El incendio no se está desarrollando por encima de ellos (ver comprobaciones de temperaturas) y el equipo es capaz de controlar las condiciones.

El equipo esta controlando el incendio (ver técnicas de extinción).

El equipo no está sufriendo los efectos del calor.

Si los bomberos no son capaces de conseguir lo enumerado arriba, deben retirarse a un lugar seguro. Tal vez tengan que retirarse unos pocos metros a un lugar más fresco o detrás de un muro interno para protegerse, o retirarse del compartimento completamente.

Si los bomberos son capaces de controlar las condiciones con segundad, pueden avanzar, asegurándose de encontrarse en una situación segura en todo momento. Los bomberos deberían intentar aplicar la cantidad mínima de agua, asegurándose de que el plano neutro se mantiene lo más alto posible, mientras se diluyen y se enfrían las mayores cantidades de gases del incendio como sea posible.

6.3.3.2. Procedimiento ante una puerta

Cuando se abre una puerta que da acceso a un compartimento que esta incendiado, el aumento de ventilación que se produce por la apertura puede cambiar radicalmente el desarrollo del incendio. El aumento de la ventilación puede hacer que el incendio se desarrolle rápidamente hasta producir un Flashover o un Backdraught Sin embargo, en muchas ocasiones los bomberos no tendrán otra alternativa que abrir la puerta antes de conocer las condiciones dentro del compartimento.

Si se sigue el siguiente procedimiento sencillo, la entrada en un espacio cerrado supondrá un riesgo mínimo para los bomberos:

Antes de abrir la puerta, asegurarse que el espacio en que estás es «seguro» y no se verá envuelto en el incendio cuando abras la puerta. (Ver procedimiento para moverse de un compartimento a otro).

Colóquese en una posición segura antes de abrir la puerta, mantenerse agachados y utilizar la pared y la puerta para conseguir la máxima protección cuando llegue el momento de abrir la puerta. (Ver dibujos en las siguientes páginas sobre apertura hacia dentro o hacia fuera de puertas). El primer miembro del equipo estará listo para abrir la lanza, mientras que el segundo miembro del equipo estará preparado para abrir la puerta cuando se lo indique el primero.

Comprobar que la lanza funciona correctamente y ajustar el cono de aspersión a una anchura aproximada de 20°, estar preparados para realizar una comprobación de la temperatura.

Comprobar las condiciones alrededor de la puerta para conseguir toda la información que se pueda. ¿Hay zonas carbonizadas en la parte de arriba de la puerta? ¿Están siendo expulsados gases del incendio a presión por las ranuras alrededor de la puerta? ¿Está la puerta caliente?

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A la orden del jefe del equipo, y cuando el primer miembro del equipo tiene la instalación en carga, el segundo miembro del equipo abre la puerta mínimamente (aproximadamente 300 mm).

El primer miembro del equipo mira adentro muy rápidamente para evaluar las condiciones y llevar a cabo las acciones apropiadas,

No dudar en aplicar agua al instante y/o cerrar la puerta,

Llevar a cabo inmediatamente una comprobación de temperatura a través de la apertura de la puerta para:

Comprobar la temperatura dentro del compart imento, Enfriar y diluir los gases del incendio justo detrás de la puerta. Se debe aplicar el agua a la zona del techo justo detrás de la puerta. Antes de abrir la puerta más, el equipo debe estar seguro de que: Las señales y síntomas no indican un Backdraught potencial.

La temperatura dentro del compart imento está lo suf ic ientemente f r ía para abrir la puerta más y llevar a cabo las técnicas de extinción.

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El utilizar este procedimiento de la puerta descrito arriba, proporciona al equipo un método seguro de abrir una puerta de un espacio envuelto en un incendio (o que contiene gases del incendio procedentes de otro compartimento incendiado).

El propósito principal es:

• Proporcionar a ambos miembros del equipo la máxima protección ante un posible Flashover/Backdraught.

• Permitir la rápida evaluación de las condiciones (desarrollo del incendio) dentro del compartimento.

• Tener la posibilidad de llevar a cabo técnicas de extinción de forma inmediata.

Los ejemplos anteriores muestran la posición de los miembros de un equipo para abrir una puerta de un compartimento incendiado con seguridad. Sin embargo, estas posiciones no siempre son posibles debido a la distribución del compartimento donde se encuentra el equipo. Utilizando los principios descritos anteriormente, los bomberos tendrán que utilizar su ingenio para adaptarse a cada situación.

6.3.3.3. Moviéndose entre compartimentos

Cuando los bomberos están haciendo frente a un incendio en un edificio que tiene más de un compartimento, siempre existirá peligro cuando se abre una puerta entre dos compartimentos. El incendio en un compartimento podría extenderse a otro compartimento por:

• El calor procedente el compartimento incendiado que pasa al nuevo

compartimento e inicia el proceso de pirolisis.

• Un Backdraught en un compartimento puede desarrollarse a través de una apertura y entrar en el otro compartimento.

• La fuente de ignición del compartimento que está incendiado se puede trasladar a

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través de la puerta e inflamar gases de incendio que se hayan escapado al compartimento adyacente.

Antes de que los bomberos abran una puerta que da a otro compartimiento, deben asegurarse de que el compartimiento en el que están no se verá envuelto en el incendio cuando abran la puerta.

Esto puede llevarse a cabo de la siguiente manera:

• Enfriando los gases del incendio (que se han escapado del incendio) en el compartimento utilizando las técnicas de extinción apropiadas.

• Ventilando los gases diluidos al exterior. Quizás esto no sea siempre posible, pero puede ser posible ventilar al exterior a través de otro compartimento adyacente.

• Si no se puede ventilar apropiadamente, dejar gotas de agua suspendidas en la atmósfera, ya que a veces los gases del incendio no estarán lo bastante calientes (por debajo de 100°C) para convertir el agua en vapor cuando se está enfriando el gas. Si las gotas se encuentran en suspensión entre los gases enfriados del incendio, cuando se abre la puerta cualquier cantidad de calor que entra convertirá el agua en vapor. Esto reducirá cualquier posibilidad de ignición.

• Rociar cualquier elemento combustible con agua, especialmente alrededor de la puerta y el techo. Esto evitará que el calor que entre por la puerta produzca pirolisis en la habitación donde se encuentra el equipo.

Esta aproximación sistemática debe llevarse a cabo antes de abrir una puerta que dé a otro compartimento.

6.4. EL MANDO DE INTERVENCIÓN. METODOLOGÍA DE ACTUACIÓN

6.4.1. Llegada a un incidente

Cuando se llega ante un incidente, se debe obtener toda la información posible antes de entrar en el edificio, para permitir a los bomberos evaluar los posible peligros:

• Distribución del edificio, tamaño y localización de compartimentos, localización de salidas, escaleras, etc.

• Localización de posibles heridos.

• Contenido de los compartimentos en cuanto a la carga térmica, Ej. madera, plásticos, goma, productos inflamables, etc.

• Localizador y tamaño del incendio, última vez que la zona fue inspeccionada (Ej. cuanto tiempo puede llevar el incendio desarrollándose).

• Ventilación del edificio.

No es siempre posible obtener toda esta información, pero puede conseguirse a partir de:

• Conocimiento local de los bomberos, visitas previas, etc.

• Observación por los bomberos al llegar.

• Ocupantes del edificio, miembros del público.

• Información predeterminada, planes contra incendios, información sobre el edificio, contenido combustible y personas que viven en él llevados en los camiones de bomberos, etc.

Las comunicaciones por radio son fundamentales para que un equipo que entra en un edificio se pueda mantener un contacto permanente con su jefe de equipo así como con el Mando de la Intervención.

6.4.2 Extinción de un incendio ventilado

Un incendio que dispone de suficiente aire y que está ardiendo libremente puede darse de dos maneras posibles:

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1. Un incendio desarrollándose en un compartimento ventilado.

2. Un incendio que se desarrolla en un compartimento con ventilación restringida, pero debido a que el incendio solamente lleva poco tiempo desarrollándose, todavía hay suficiente aire en el espacio cerrado para permitir que arda libremente. Los bomberos, al abrir la puerta permitirían al incendio desarrollarse como él de un compartimento ventilado.

Siempre que hubiera suficiente combustible y ventilación, ambos casos se desarrollarían pasando por el Flashover hasta convertirse en incendios totalmente desarrollados en un espacio cerrado.

Para extinguir un incendio en un espacio ventilado con seguridad, los bomberos deben aplicar los siguientes procedimientos:

1. Cumplir el procedimiento de puerta al llegar a la puerta del compartimento.

2. Cuando la puerta está entreabierta, observar para detectar señales y síntomas de Flashover, (Quizás el equipo ya esté al corriente del desarrollo del incendio al observar las condiciones desde fuera).

3. Si las condiciones lo requieren, entrar en el compartimento utilizando las técnicas de extinción (método ofensivo). Según se van extinguiendo el contenido de la habitación y el equipo avanza, deben asegurarse de rociar cualquier material combustible con agua para evitar la pirólisis/reignición y proporcionar así una ruta de salida segura.

4. Si las condiciones son demasiado severas, entonces deben llevarse a cabo las técnicas de extinción a través de la puerta (método indirecto), utilizando la pared y la puerta como protección. Una vez que las condiciones han mejorado, el equipo puede entraren el compartimento.

5. En cuanto se ha controlado el desarrollo del incendio, el equipo debe considerar la posibilidad de expulsar por ventilación los gases del incendio y el vapor al exterior. En casos ideales esto se hará hacia el exterior (Ej. ventana), pero alternativamente se puede hacer a través de una habitación adyacente y luego hacia el exterior, Ahora el incendio puede ser extinguido por completo, mojando todos el contenido combustible, con mayor tranquilidad. Una vez que los gases del incendio dentro de un compartimiento han sido enfriados, diluidos y controlados (de modo que no tenga lugar un Flashover), el compartimiento debe ventilarse rápidamente para disipar el calor y el vapor dentro del compartimento para evitar que el incendio se pueda reavivar. En casos ideales esto se hará hacia el exterior (Ej. ventana), pero alternativamente se puede hacer a través de una habitación adyacente y luego hacía el exterior.

La ventilación solamente debe llevarse a cabo bajo las instrucciones del Mando de Intervención y no debe llevarse a cabo hasta que el incendio está bajo control. De otro modo, la entrada de aire podría hacer aumentar repentinamente el desarrollo del incendio, poniendo en peligro la seguridad de los bomberos que se encuentren dentro.

Sí los bomberos no son capaces de controlar las condiciones, deben retirarse a un lugar seguro. El tamaño del incendio puede hacer necesario el uso de una manguera de 45 mm o la utilización de más de un equipo, cada uno con una línea de manguera que permita controlar las condiciones.

Los bomberos no siempre tienen que entrar en un compartimento o llevar a cabo las acciones de lucha contra incendios a través de una puerta, puede que sea más seguro entrar por o luchar contra el incendio desde una ventana. Sin embargo, los mismos principios que se utilizan en una puerta sirven para un punto de entrada alternativo,

6.4.3. Extinción un incendio no ventilado

Si un incendio se ha declarado en un compartimento no ventilado, al desarrollarse se consumirá el aire. Después de un tiempo los gases del incendio dentro de un compartimento pueden alcanzar una mezcla muy rica. Si entonces se abre una vía de

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ventilación (causado por los bomberos, o porque el fuego se abre paso al exterior), puede tener lugar un Backdraught (siempre y cuando existe una fuente de ignición).

Para extinguir un incendio en un espacio no ventilado con segundad, los bomberos deben aplicar los siguientes procedimientos:

1. Cumplir el procedimiento de puerta al llegar a la puerta del compartimento.

2 . Cuando la puerta está entreabierta, observar para detectar señales y síntomas de Backdraught (quizás el equipo ya esté al corriente del desarrollo del incendio al observar las condiciones desde fuera).

Si un compartimento muestra señales y síntomas de Backdraught, los equipos no deben entrar, ya que el posibilidad de que se dé un Backdraught cuando el equipo esté dentro es demasiado arriesgado.

3. El equipo debe llevar a cabo la lucha contra incendios inicial desde fuera del compartimiento (método indirecto):

• Diluir la mezcla muy rica con un gran volumen de vapor (gas inerte), hasta que los gases del incendio están por debajo de su rango de inflamabilidad.

• Enfriar los gases del incendio para que sea más difícil que se inflamen.

• Sofocar con vapor cualquier posible fuente de ignición.

Al aplicar el agua por la puerta, el agua debe aplicarse tanto a la zona de sobrepresión (enfriar y diluir los gases del incendio) como a la zona de baja presión (utilizando el flujo natural del aire). El agua pulverizada es arrastrada hasta las profundidades del compartimento. El agua arrastrada puede negar al foco del incendio para sofocar cualquier fuente de ignición, de donde se elevará con las corrientes naturales hasta alcanzar los gases calientes del incendio y convertirse en vapor. El agua se aplica a la zona de sobrepresión (1), para enfriar y diluir los gases del incendio.

También se aplica agua a la zona de baja presión (2). Utilizando el flujo natural del aire, el agua rociado es arrastrado hasta el interior del compartimento. El agua arrastrado puede llegar al foco del incendio, sofocar cualquier fuente de ignición, de donde se elevará con las corrientes naturales hasta alcanzar los gases calientes del incendio y convertirse en vapor.

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Una vez que los gases del incendio dentro de un compartimiento han sido enfriados, diluidos y controlados (de modo que no tenga lugar un Backdraught), el compartimiento debe ventilarse rápidamente para disipar el calor y el vapor dentro del compartimiento para evitar que el incendio se pueda reavivar. En casos ideales esto se hará hacia el exterior (Ej. ventana), pero alternativamente se puede hacer a través de una habitación adyacente y luego hacia el exterior.

La ventilación solamente debe llevarse a cabo bajo las instrucciones del Mando de Intervención y no debe llevarse a cabo hasta que el incendio está bajo control. De otro modo, la entrada de aire podría hacer aumentar repentinamente el desarrollo del incendio, poniendo en peligro la seguridad de los bomberos que se encuentren dentro.

Si los bomberos no son capaces de controlar las condiciones, deben retirarse a un lugar seguro. El tamaño del incendio puede hacer necesario el uso de una manguera de 45 mm o la utilización de más de un equipo, cada uno con una línea de manguera que permita controlar las condiciones.

Los bomberos no siempre tienen que entrar en un compartimiento o llevar a cabo las acciones de lucha contra incendios a través de una puerta, puede que sea más seguro entrar por o luchar contra el incendio desde una ventana. Sin embargo, los mismos principios que se utilizan en una puerta sirven para un punto de entrada alternativo.

7.1. SEGURIDAD 7.1.1. Introducción

El propósito de este documento es proporcionar directrices de trabajo seguro para entrenamientos en condiciones de incendios en interiores. TEPESA, sigue unas directivas estrictas que tienden a garantizar la ausencia de accidentes en ek entrenamiento. Cualquier material utilizado en estas prácticas debe ser el adecuado para las condiciones de uso al que se vana someter.

Como directrices generales podemos enumerar las siguientes:

1. Procedimientos de trabajo

Los procedimientos de trabajo deben llevarse a cabo y documentarse, deben mostrar un sistema de trabajo seguro e incluir las siguientes secciones.

2. Evaluación de riesgos

Debe llevarse a cabo una evaluación de riesgos para todas las prácticas que tome en consideración los riesgos (predeterminados o dinámicos) que pudieran surgir y las medidas/procedimientos para reducirlos.

3. Salud

Todo el personal que participe en las prácticas donde se utilizan ERA. Debe estar incluido en un sistema de seguimiento de su estado físico, incluyendo:

• Chequeos para los alumnos. • Chequeos exhaustivos para los instructores. • Seguimiento del estado físico durante las prácticas.

Para ello se contará con la presencia de la asistencia de técnicos en mergencias sanitarias.

4. Instructores

Debe haber el número suficiente de instructores para supervisar de forma segura a los alumnos y para controlar el fuego. Los instructores deben ser titulados. A poder ser titulados por NAPA como FIRE PROBOARD I, como mínimo.

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5. Alumnos

En TEPESA establecemos un nº ideal de alumnos de 10 por curso. El número de alumnos debe limitarse a la cantidad que puede ser supervisado de forma segura por los instructores y dependerá de:

• La competencia de los alumnos. • El número de instructores para supervisar la práctica de forma segura y efectiva. El

método TEPESA incluye tres instructores en los ejercicios de flashover, situados estrategicámente.

• Los objetivos y las metas de la práctica.

6. Equipo de comunicaciones

Se debe proporcionar equipos de comunicaciones por radio para los instructores y alumnos (si procede), para asegurar que la práctica se desarrolle de forma segura y efectiva.

7. Equipo de registro de temperaturas

Se debe proporcionar el equipo de registro de temperaturas apropiado para hacer un seguimiento y registrar de forma continua las condiciones dentro de la habitación/compartimiento en las zonas donde se encuentran los instructores y alumnos.

8. Final de la práctica

Al finalizar una sesión, el equipo debe dejarse en condiciones que no suponga un peligro para otra persona. Se debe realizar el papeleo de registro apropiado.

9. Pruebas y mantenimiento

Todo el equipo debe probarse regularmente y ser mantenido por personal competente para asegurar que está listo para usar. Los resultados de las pruebas y del programa de mantenimiento deben documentarse,

7.1.2. Seguridad en la práctica de contenedores

Es importante respetar la seguridad concienzudamente, con el objeto de que la práctica se desarrolle dentro de unos parámetros en los que la seguridad de los instructores así como la de los alumnos sea prácticamente total. Parte práctica

• Esta seguridad la podemos desglosaren los siguientes puntos: • A tener en cuenta por el instructor. • A tener en cuenta por el instructor y el alumno. • Peligros potenciales.

7.1.2.1. Seguridad a tener en cuenta por el instructor. Preparación de la práctica

1. Consideraciones generales

Esta seguridad se refiere a las consideraciones generales a tener en cuenta en la preparación de la práctica y contiene los siguientes puntos:

• Explicación de cual es el objetivo de dicha práctica. • La descripción de la práctica a realizar con el orden de las acciones planificadas. • Comprobación del tendido de mangueras para asegurar el suministro de agua. • Comprobación de los elementos de asistencia:

—bebida isotónica; —waterjel; —teléfono; —botiquín de primero auxilios; —equipo de O2;

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—desfibrilador automático.

Instalación de agua

2. Contenedor

Esta seguridad se refiere a las consideraciones a tener en cuenta en la preparación del contenedor para evitar una evolución imprevista de la práctica:

• El contenedor no debe estar pintado en su interior.

• Comprobación del buen funcionamiento de todos los elementos (venteo, puertas, tiradores, etc..,).

• Utilizar el combustible adecuado (tableros de aglomerado sin tratar de 13-16 mm).

• Utilizar siempre la misma carga de combustible para cada práctica tipo. • No utilizar aceleradores para la combustión.

7.1.2.2. Seguridad a tener en cuenta por el instructor y por el alumno

1. Antes de la práctica Aunque la supervisión general de la práctica es realizada por el instructor, el alumno debe velar por su propia seguridad para evitar cualquier tipo de incidente. En este punto podríamos incluir:

• Chequeo del E.R.A. personal. • Chequeo del equipamiento completo de su pareja de trabajo. • No utilizar ningún tipo de material de goma ni en la vestimenta ni en los

guantes.Ropa interior de algodón.Chequeo del EPI (verdugo, guantes, chaquetón, cubrepantalón, botas, casco y capucha).

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• Asimismo, como regla general:

• Se estará en adecuada forma física y psíquica.

• Se estará en buen estado de salud.

• No se realizará dentro del contenedor ningún experimento, ni por parte del instructor (p.e.: bajada de plano neutro no prevista) ni del alumno.

• Siempre se deberá tener una posición baja tanto cuando se está dentro del contenedor como cuando de está saliendo de él.

• Quedará perfectamente claro el tipo de comunicación a utilizar dentro del contenedor.

Posición dentro del contenedor

3. Durante la práctica En este punto podemos incluir:

• Conocer y respetar los propios límites de resistencia al calor. • No resistir hasta quemarse. • Si se siente alguna molestia abandonar el contenedor previa comunicación al

instructor. • Estar atento a las indicaciones del instructor. • Procurar no mojarse los guantes al trabajar con la lanza. • Aplicar solamente el agua necesaria. • No mojando las paredes del contenedor.

Asimismo, fuera del contenedor y terminada la práctica:

• No tocar ninguna parte del equipo sin guantes, hasta que éste se enfríe. • Nos rehidrataremos convenientemente • Trataremos con waterjel cualquier síntoma de quemadura aunque sea una

simple rojez.

7.1.2.3. Peligros potenciales

Deberemos estar atentos a posibles sucesos que pueden ocurrir durante la práctica, como por ejemplo:

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• Atasco del venteo o de una puerta. • Rotura de una manguera. • Avería de la bomba. • Estrés del personal. • Radiación de calor muy alta. • Demasiada aplicación de agua en la extinción. • Rotura de una máscara.

7.1.3. Urgencias por calor

7.1.3.1. La termorregulación

La temperatura corporal depende del equilibrio entre la producción y la pérdida de calor. En condiciones normales, se mantiene dentro de límites estrechos por diversos mecanismos. La temperatura en el interior (el núcleo) del organismo es constante, cambiando en menos de 0,5°C días tras día, salvo en caso de enfermedad febril. De hecho, un individuo desnudo puede quedar expuesto a temperaturas bajas, de orden de 12°C o relativamente altas, por ejemplo de 60°C, conservando, sin embargo, una temperatura interna casi constante.

Cuando se habla de la regulación de la temperatura corporal hay que referirse a la interior, llamada temperatura central, y no a la de la piel o tejidos subyacentes. Esta, la temperatura superficial, aumenta y disminuye con la del medio ambiente y tiene importancia cuando nos referimos a la capacidad de la piel para perder calor hacia el ambiente circundante.

1. Producción de calor

En circunstancias normales la producción de calor se realiza por:

• Procesos metabólicos intracelulares exotérmicos. • Absorción de calor de fuentes externas.

La producción normal de calor corporal (actividad metabólica basal) es de 60 a 70 Kcal/h, y provocaría un aumento de temperatura de 1,1°C/h si no hubiera mecanismos de enfriamiento. Otros aportes de calor son: la actividad de calor radiante del sol, aumento de metabolismo por efecto de diversas sustancias: tiroxina, noradrenalina, etcétera.

2. Pérdida de calor

Esta es conocida también por disipación. Se realiza por diferentes mecanismos:

• Por medio de la radiación, se pierde entre un 60 y un 65% de la temperatura corporal, cuando la temperatura del aire es menor que la del cuerpo. Se realiza por ondas electromagnéticas. No obstante, cuando la temperatura del aire es mayor que la del cuerpo, la radiación es fuente de ganancia de calor. Para facilitar la pérdida de calor por este mecanismo en un entorno caliente, el flujo sanguíneo periférico a la piel puede incrementarse 20 veces.

• Convección: pérdida de calor hacia el aire y a moléculas de vapor de agua que circulan alrededor del cuerpo. Representa de un 10 a un 15% de la pérdida de calor del cuerpo, y la velocidad del viento tiene mucho que ver con ella. Al incrementarse ésta, aumenta la rapidez de la convección y la pérdida de calor. El empleo de ropa suelta aumenta al máximo esta pérdida.

• Conducción: transferencia de energía calorífica de objetos más calientes a los más fríos, por contacto físico directo. Representa un 2-3% de la pérdida de calor, en condiciones normales. La inmersión en agua fría puede incrementar 32 veces esta pérdida.

• Evaporación: es la conversión de un líquido a fase gaseosa con consumo de energía.

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Se realiza con la pérdida de 0,58 kcal/ml. de agua evaporada. Esta pérdida, en forma de sudor y pérdidas insensibles, representa de un 22 a un 25% de la pérdida total de un sujeto desnudo en reposo. La pérdida de calor por evaporación espiratoria no es significativa en humanos, sino sólo en mamíferos que jadean.

En general, el sistema de regulación de la temperatura corporal funciona bien en diferentes condiciones metabólicas y ambientales. Las reacciones a los cambios de temperatura central son dirigidas por el hipotálamo anterior y mediadas por el sistema nervioso autónomo, la actividad neuromuscular y el sistema endocrino.

La reacción primaria a un incremento de la temperatura central es vasodilatación cutánea: habrá mayor transferencia de calor a la atmósfera. A medida que la temperatura ambiente se aproxima a la corporal, la pérdida de calor depende cada vez más de Ja evaporación del sudor.

7.1.3.3. Adaptación fisiológica

El cuerpo humano tiene gran capacidad para adaptarse a cambios drásticos, mediante el proceso de aclimatación: se realiza de forma gradual, en días o semanas. Se realiza por variaciones del equilibrio sódico e hídrico mediadas por aldosterona.

7.1.3.4. Causas de los trastornos producidos por el calor

Las tres variables más importantes que van a afectar a la regulación de la temperatura son:

• Ganancia de calor exógeno. • Mayor producción endógena de calor. • Disminución de la dispersión de calor.

Cualquier factor que incremente la cantidad de calor producido o disminuya la cantidad de calor disipado puede ocasionar que se exceda la capacidad del cuerpo para ajustarse a estas condiciones térmicas estresantes.

1. Ganancia de calor exógeno

Principales causas: • Temperaturas elevadas, sobre todo si van asociadas a humedad ambiental • Exposición directa a la luz solar. • Trabajo en condiciones ambientales de alta temperatura

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2. Incremento en la producción de calor endógeno

Principales causas: • Trastornos febriles. • Actividad física. • Agentes farmacológicos.

Los pacientes con trastornos febriles tienen mayor tasa metabólica que aumenta carga de calor.

Sí el entorno impide la pérdida de calor, el ejercicio puede incrementar la temperatura centrad en 1°C cada 5 minutos. Trastornos que provoquen contracciones de músculos esqueléticos aumentan la producción endógena de calor: convulsiones, estados de abstinencia de drogas, conducta agresiva, etcétera.

Hay varios fármacos y drogas que también provocan hipertermia: cocaína, anfetaminas, antidepresivos tricíclico, etcétera.

3. Disminución de la dispersión del calor

Varios factores pueden alterar la capacidad del cuerpo para dispersar o disipar calor:

• Deshidratación: es un importante factor de riesgo para enfermedades por calor. Incrementa la temperatura del cuerpo, incluso en reposo. Al disminuir el volumen, también se limita la sudoración.

• Trastornos cardiovasculares: el 97% del enfriamiento se realiza en los lechos vasculares que riegan la piel. Si aumenta el calor los vasos cutáneos se dilatan, para aumentar la superficie de enfriamiento, esto hace aumentar hasta 20 veces el flujo sanguíneo a la piel y se impone una carga al corazón porque disminuye el retorno venoso y se requiere que el trabajo del corazón se duplique o cuadruplique para mantener una presión sanguínea normal. El estrés por calor en pacientes con patología cardíaca puede producir arritmias graves, infarto de miocardio, insuficiencia cardiaca congestiva, accidente cerebral vascular o golpe de calor.

• Edad: los recién nacidos tienen reacciones inmaduras de termorregulación y sudoración. Los niños producen más calor por kilo de peso y sudan proporcionalmente menos que los adultos. Los ancianos tienen menor capacidad para mantener el gasto cardíaco, por enfermedad cardíaca, consumo de diversos fármacos, menor producción de sudor o mala condición física.

• Obesidad: los obesos toleran menos el calor. Su aislamiento es mayor. Y tienen también dificultades para lograr un gasto cardíaco eficaz, por falta de condición física.

• Ropa inapropiada: la ropa retiene calor, porque dificulta la evaporación del sudor. Hay que evitar prendas gruesas.

• Trastornos cutáneos: diversas enfermedades de la piel pueden reducir la sudoración: esderoderma, fibrosis cística, eccema, psoriasis, exantema por calor e incluso quemadura solar.

• Fármacos: algunos porque disminuyen la sudoración. Otros, como los diuréticos por la relativa disminución de volumen sanguíneo, afectan al gasto cardíaco. Otros interfieren en el centro termorregulador del hipotálamo, etc.

• Alcoholismo: también se ha observado que los alcohólicos son más propensos a los trastornos por el calor. Según un estudio norteamericano: el riesgo relativo de muerte por golpe de calor es 15 veces mayor en alcohólicos que en los que no lo son.

7.1.3.5. Trastornos producidos por el color

1. Edema por calor

Trastorno leve. Se manifiesta por hinchazón y tensión leve en manos y pies. Aparece pocos

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días después de la exposición a un entorno caliente. Afecta principalmente a ancianos no aclimatados. Se suele resolver por sí mismo. Ayuda la elevación de las piernas.

2. Sarpullido por calor

También se le llama liquen tropical, millaria rubra o exantema por calor. Es una inflamación aguda de los conductos sudoríparos, producida por la obstrucción de los poros. Es un exantema maculopapular, y se caracteriza por picor y enrojecimiento.

• Tratamiento: antihistamínicos. Se recomienda la prevención, con el uso de ropa limpia, ligera y floja. A veces puede complicarse con una infección secundaria.

3. Síncope por calor

Es una variante de la hipotensión postural. Afecta sobre todos a individuos no aclimatados durante las etapas iniciales de la exposición al calor. Se produce por vasodilatación periférica, y disminución relativa de volumen sanguíneo Cuando se presenta, hay que excluir otras causas neurológicas, metabólicas o cardiovasculares. Puede haber Sesiones por la caída.

• Tratamiento: retirar de la fuente de calor; rehidratación; reposo.

4. Calambres por calor

Los calambres por calor son contracciones dolorosas, involuntarias y espasmódicas de los músculos esqueléticos, casi siempre de las pantorrillas, muslos y hombros.

Se suelen producir en individuos que sudan mucho y reemplazan el líquido perdido con agua u otras soluciones hipotónicas. Los sujetos con mala condición física y no aclimatados tienen mayor riesgo.

Se cree que se producen por una deficiencia relativa de sodio, potasio y líquido en el músculo. La elevada sudoración produce híponatremia (disminución de Sodio). También la hipocaliemia (disminución Calcio) por hiperventilación y sudoración puede contribuir al cuadro.

• Tratamiento: reposo en entorno fresco; reemplazo de líquidos y sal. En casos graves, puede ser necesaria la rehidratación intravenosa con solución salina normal.

Pueden prevenirse al mantener un consumo dietético adecuado de sal o tomar bebidas comerciales con electrolitos. No es aconsejable la ingesta de tabletas de sal solas debido a que irritan el estómago y suelen producir náusea y vómito y además no reemplazan volumen.

5. Tetania por calor

Hay una hiperventilación que origina alcalosis respiratoria, parestesia y espasmo carpopodal. Suele deberse a periodos breves de estrés por calor intenso.

• Tratamiento: apartar a la víctima de la fuente de calor y disminuir la frecuencia respiratoria.

6. Agotamiento por calor

Es un síndrome no explicado que se caracteriza por: mareos, debilidad, malestar inestabilidad, fatiga, náusea, vómitos, cefaleas y mialgias. A la exploración aparece hipotensión, taquicardia, laquipnea, sudoración profusa. La temperatura central es variable y puede pasar de lo normal a 40°C. El estado mental se mantiene normal.

• Tratamiento: reposo; reemplazo de volumen y electrolitos. En general, estos pacientes no requieren hospitalización.

A veces es difícil distinguir entre los signos y síntomas del golpe de calor precoz y los de

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agotamiento por calor. En este último caso, el estado neurológico y mental es normal, aunque pueden quejarse de cefalea, vértigo, debilidad o visión borrosa. A todo paciente con alteración del estado mental se le diagnostica golpe de calor.

7.1.3.6. Golpe de calor

Es un cuadro muy grave, que clásicamente se define por la tríada de híper pirexia (por lo común la temperatura central es > 40,5°C), disfunción del Sistema Nervioso Central (SNC) y anhidrosis o falta de sudoración; aunque esta última no constituye un criterio absoluto para el diagnóstico.Es una urgencia médica verdadera que puede provocar extensa lesión de sistemas orgánicos. Requiere intervención inmediata debido a su elevado potencial de mortalidad.

En este cuadro el SNC es particularmente vulnerable. Debe sospecharse en cualquier persona expuesta al calor, con hipertermia y disfunción del SNC: síncope, irritabilidad, conducta extraña, actitud agresiva, alucinaciones o coma. Puede haber muchas alteraciones neurológicas: posturas de decorticación y descerebración, hemiplejía, estado epiléptico, etc. Por afectación del cerebelo puede aparecer ataxia: trastorno de los movimientos voluntarios, que resultan incoordinados, con conservación de la fuerza muscular.

El golpe de calor representa un fallo total del sistema de termorregulación. Históricamente se han descrito dos formas: sin ejercicio y por ejercicio.

1. El golpe de calor sin ejercicio

Suele producirse en las olas de calor del verano. La población de mayor riesgo son los indigentes, los ancianos y los enfermos crónicos. Se produce por incremento en la ganancia de calor externo y menor disipación térmica.

2. El golpe de calor por ejercicio

Afecta al segmento más joven de la población, como consecuencia de la actividad física vigorosa. La principal causa es un aumento de la producción de calor endógeno. Los individuos que realizan ejercicio o actividad física en un clima caliente y húmedo son más propensos a sufrirlo.

3. Tratamiento

• Atención primaria: A - B - C - D. Administración de oxígeno. El objetivo inicial del tratamiento es la reducción rápida de la temperatura central a <40°C, mediante técnicas de enfriamiento físico. Los antipiréticos no son eficaces.

• Técnicas de enfriamiento: Por evaporación: es la más rápida en el hombre. Mediante abanicos o ventiladores cerca del paciente desnudo, rociando continuamente la piel con una esponja con agua tibia, o con una botella con atomizador. Inconveniente: provoca escalofríos.

• Colocación de paquetes de hielo en las ingles y en las axilas.

• El enfriamiento por inmersión es más engorroso y es mal tolerado en enfermos conscientes.

• Se han experimentado otras técnicas en el medio hospitalario: lavado gástrico frío, lavado peritoneal frío, etcétera.

• Independientemente de la técnica utilizada, los esfuerzos de enfriamiento deben suspenderse cuando la temperatura llegue a 40°C. El continuar puede provocar hipotermia excesiva.

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• Hay que recordar que es un cuadro muy grave que, aunque sea solucionado, puede dejar graves secuelas y tener complicaciones cardiovasculares, renales, hepáticas, trastornos hemáticos, etcétera.

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