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