🌬️ Tema 15: Incendios de interior: ventilación y valoración

Concello da Coruña · Servizo de Extinción de Incendios e Salvamento · Bombero/a

Resumen

Tema 7 de la parte específica del anexo II de tus bases (el 15 aquí). El epígrafe oficial, en gallego, dice: «Lumes de interior: Ventilación de lumes: Valoración de lumes de interior». Aquí lo tienes explicado en castellano; el cuestionario lo haces en gallego o en castellano, según marcaste en la solicitud (no se puede cambiar después). Para los temas 1 a 25 de la parte específica las bases dan como bibliografía los manuales «Formación Libre para Bombeiros» del CEIS Guadalajara.

Incendios de interior y ventilación. Caracterización») y sigue el capítulo 1 de la parte 3, «Incendios de interior. Ventilación de incendios», del Manual de incendios del CEIS Guadalajara. Un incendio de interior es el que se desarrolla fuera de control en un espacio limitado, sin transferencia libre de calor ni de gases con el exterior; es confinado si puertas y ventanas están cerradas e intactas. En su desarrollo clásico hay tres fases: crecimiento, pleno desarrollo y decaimiento. En el crecimiento el incendio tiene oxígeno de sobra y su potencia la limita el combustible; se forman dos estratos (gases calientes arriba, a más presión que el exterior, y aire fresco abajo, a menos) separados aproximadamente por el plano neutro, donde la presión es igual a la exterior. La radiación del colchón de gases sigue la ley de Stefan-Boltzmann (cuarta potencia de la temperatura): a 500 ºC radia unas 48 veces más que a 20 ºC (el manual dice 64, que es lo que sale si se toma 0 ºC como temperatura ambiente). Si el colchón se inflama por zonas hay rollover; si se generaliza, flashover.

Incendio limitado por el combustible (ILC) e incendio limitado por la ventilación (ILV). En el ILC la potencia depende de la cantidad y distribución del combustible (etapa inicial, recintos muy ventilados o muy grandes, incendios exteriores). En el ILV el factor limitante es el oxígeno: su potencia depende del tamaño y la geometría de las aperturas (ecuación de Kawagoe) o, según la regla de Thornton, del oxígeno consumido (13,1 kJ por gramo). Al pasar de ILC a ILV cae el oxígeno, se disparan el CO y el HCN, desaparece la visibilidad y el recinto se llena de gases calientes demasiado ricos en combustible para arder… hasta que entra aire. En los incendios confinados el plano neutro baja casi hasta el suelo.

Fenómenos de rápido desarrollo. Flashover: fase transitoria en que las superficies expuestas alcanzan casi a la vez su temperatura de inflamación y el incendio se generaliza (NFPA 921); sus indicadores son el fin de la fase de crecimiento, un colchón denso y oscuro, altas temperaturas, plano neutro muy bajo y rollover. Incendio infraventilado: alcanza el ILV sin pasar por flashover, con mucha fracción de combustible; hoy es el escenario más frecuente a la llegada. Flashover inducido por la ventilación: el que produce ventilar un incendio infraventilado; en los ensayos de Underwriters Laboratories tardó unos dos minutos desde la apertura. Backdraft: deflagración por un aporte repentino de aire a un incendio confinado con productos incompletos de combustión; necesita una fracción de combustible alta (más del 15 % según autores), y entre sus indicadores están un incendio infraventilado en recinto confinado y las pulsaciones del recinto, que parece «respirar y exhalar». Es un error ligarlo al CO, que rara vez pasa del 5 % cuando su LII es del 12 %. Explosión de humo: deflagración de una mezcla ya en rango de inflamabilidad al encontrar una fuente de ignición, a menudo en espacios ocultos.

Influencia del combustible. La potencia del incendio es proporcional al poder calorífico del combustible. La carga de combustible (energía por unidad de superficie, en kJ/m² o MJ/m²) condiciona la duración: con poca carga el incendio ni siquiera llega a ILV, y 200 MJ/m² han bastado para alcanzarlo. La velocidad de desarrollo depende de la tasa de pirólisis y de la tasa de combustión, y el «factor de crecimiento» mide el tiempo para llegar a 1 MW. Los combustibles modernos (plásticos y sintéticos, más mobiliario, plantas abiertas, más aislamiento) dan incendios que llegan antes al ILV, con más temperatura y potencia, menos oxígeno y una reacción muy rápida a la ventilación: a la llegada cabe esperar un incendio infraventilado, sin visibilidad y que cambie bruscamente al abrir huecos.

Influencia del recinto. En el incendio de contenido solo arden los enseres (obra de fábrica y forjados de hormigón); en el de estructura arde también el continente (madera). Para un mismo hueco, un recinto grande pierde más calor y da menos potencia; a menor altura de techo el incendio se desarrolla más rápido y llega antes a ILV. El confinamiento y la compartimentación determinan el oxígeno disponible y la propagación entre estancias. Un alto aislamiento térmico da mayores temperaturas, más velocidad y potencia y menos oxígeno; la inercia térmica alarga las fases.

Riesgos del trabajo en incendios de interior. Inflamabilidad y fenómenos de rápido desarrollo, que dependen de la composición de los gases, la fracción de combustible, la temperatura y el oxígeno. Calor: arriba se superan fácilmente los 600 ºC y cerca del suelo puede haber unos 100 ºC; 140 ºC es la máxima temperatura del aire respirado que permite sobrevivir (NRCC); 10 kW/m² de radiación es el umbral de trabajo con el equipo completo y 20 kW/m² ya daña equipos y personas; el traje se satura con el tiempo. Hay que identificar la ruta fría (entrada de aire) y la ruta caliente (salida de gases). Toxicidad, con efectos sinérgicos; visibilidad, que se pierde al pasar a ILV; y supervivencia de víctimas: los estudios de UL dieron 6-12 minutos desde el inicio del incendio con la puerta abierta.

Influencia de la aplicación de agua. El agua actúa por enfriamiento (se calienta, se evapora absorbiendo 2.257 kJ/kg y el vapor sigue calentándose) y por dilución (el vapor desplaza la mezcla fuera del rango de inflamabilidad). A 100 ºC el vapor ocupa unas 1.600 veces el volumen del agua, y más a mayor temperatura. Si el agua llega a evaporarse absorbe 7,58 veces más energía que si solo se calienta hasta 100 ºC. Hay que evitar la escorrentía; con lanzas combinadas la efectividad en el enfriamiento del colchón se sitúa entre el 50 y el 70 %, y el tamaño de gota óptimo está entre 0,3 y 0,7 mm.

Influencia de la ventilación y de la presurización. Controlar la ventilación permite ganar visibilidad, bajar temperaturas, controlar la potencia y dirigir los gases, pero en un ILV el aire aumenta la potencia, así que debe coordinarse siempre con el agua. La masa de gases que sale es casi la que entra (conservación de la masa), aunque su volumen es mayor por estar calientes; el movimiento lo explican la ecuación de Bernoulli, la flotabilidad y las diferencias de presión. Hay flujos unidireccionales (necesitan al menos dos aperturas, una de entrada y otra de salida) y bidireccionales (en una apertura que abarca el plano neutro), y patrones de antiventilación, ventilación natural, incendio dominado por el viento (con 6 m/s de viento hay 25-30 Pa entre fachadas) y ventilación por presión positiva (VPP), que puede aumentar la potencia hasta un 60 % según algunos autores. En un recinto sin incendio un ventilador de 18-21 pulgadas da entre 15 y 30 Pa, y presurizar un recinto adyacente con apenas 5 Pa evita que el incendio se propague hacia él.

Ventilación de incendios», que junta las técnicas de la Escuela Sueca con la ventilación forzada nacida en EE. UU. La idea que lo atraviesa todo: la ventilación que mete aire al foco hace crecer el incendio, así que siempre va coordinada con la aplicación de agua.

Para qué sirve controlar la ventilación: ganar visibilidad, bajar la temperatura en ciertas zonas, controlar la potencia del incendio y llevar el flujo de gases por donde más nos conviene. Principios físicos: conservación de la masa (sale la misma masa que entra más el combustible que se gasifica, que no suele pasar del 10 %; lo que aumenta es el volumen, porque el gas caliente es menos denso), ecuación de Bernoulli (una diferencia de presión se traduce en velocidad y, por tanto, en flujo) y flotabilidad (el gas caliente sube). Por encima del plano neutro hay sobrepresión y el gas sale; por debajo, depresión y entra aire.

Flujos: unidireccional cuando hay al menos dos aperturas bien diferenciadas (una por encima y otra por debajo del plano neutro); bidireccional cuando una misma apertura queda a ambos lados del plano neutro. En el flujo se distingue la ruta fría (de la entrada al foco: visibilidad, poca temperatura, mucho oxígeno, buena supervivencia) y la ruta caliente (del foco a la salida: sin visibilidad, calor, tóxicos, gases inflamables). Patrones: antiventilación (confinado, sin flujo), ventilación natural y los incendios dominados por el viento, muy peligrosos: con solo 6 m/s el viento crea entre fachadas 25-30 Pa, más que el propio incendio, y nunca se entra a lo largo del flujo caliente.

Métodos. La antiventilación o confinamiento priva al fuego de aire (cerrando puertas o con cortinas de humo) y protege escaleras y pasillos; se acompaña del control de puerta. La ventilación natural aprovecha las presiones del propio incendio: vertical (entrada y salida a distinto nivel, flujo unidireccional, más eficaz; entrada al menos tan grande como la salida y mejor el doble, salida cerca del foco) u horizontal (mismo nivel, flujo bidireccional, menos eficaz). Hoy tiene una eficacia limitada con los combustibles modernos, que responden muy rápido al aire.

Ventilación forzada: por presión positiva (VPP, el ventilador en la puerta presuriza el interior; sencilla y sin exponer el equipo) o por presión negativa (VPN o extracción, el extractor en la salida; queda expuesto a los gases, rinde menos y no admite motor de explosión, por lo que se reserva para casos como túneles y garajes). Según el recorrido, defensiva (el flujo no atraviesa el foco, que se confina: sirve para limpiar escaleras y pasillos y buscar víctimas con visibilidad; la decide el mando) u ofensiva (el flujo atraviesa el foco para avanzar rápido; primero se abre la salida, luego la entrada y luego se arranca el ventilador; no se usa con backdraft inminente ni con combustibles en polvo). La presurización de recintos usa la VPP sin salida o con la menor posible para que el humo no entre. La relación r = salida/entrada: mínimo 1 en VPP ofensiva y 0,5 en defensiva; por encima de 2 apenas se gana. Con viento en contra de más de 4 m/s hay que replantearse la VPP.

Uso del ventilador: su huella tiene un dardo de alta velocidad y un bulbo de aire arrastrado. Los de 18-20 pulgadas (los más comunes) están pensados para una puerta estándar de 2 × 0,9 m, dan 25.000-30.000 m³/h en el ensayo AMCA 240 y bastan para una VPP ofensiva en una vivienda unifamiliar media o una defensiva en un bloque de 4 a 6 plantas. La distancia óptima va de 1,8 a 5 m según el modelo; demasiado cerca se produce el cortocircuito (el aire sale y vuelve a entrar) y, en caso de duda, mejor más lejos. El barómetro de entrada apunta el flujo un poco bajo (en torno al 15 % de la altura): si por arriba sigue saliendo humo, la ventilación no funciona. La ventilación secuencial abre las salidas de la más cercana a la más lejana, cerrando la anterior.

Combinación de ventiladores: en paralelo para huecos grandes (unos 2 m entre ventiladores de 18-20 pulgadas), en serie en la entrada (solo un 5-10 % más, ineficaz), en V (hasta un 35 % más) y en serie a lo largo del recorrido, con un auxiliar donde el flujo pierde velocidad, que es lo más recomendable en edificios de viviendas en altura. Las pérdidas vienen del mal sellado (cajas de persiana, rejillas, rendijas) y de la fricción del recorrido, no del volumen del edificio.

Equipos de ventilación de los servicios de bomberos: ventiladores térmicos (de 3 CV portátiles a 150 CV sobre vehículo; autónomos y ligeros, pero ruidosos, meten gases de escape y no pueden ser ATEX ni extractores), eléctricos a red o generador (silenciosos, sin gases, aislables ATEX y válidos como extractores, pero con cable y menos potencia a igual peso), eléctricos a batería (autonomía limitada, solo como auxiliares), hidráulicos por turbina (el agua de la bomba mueve la hélice con un tendido de ida y otro de vuelta; útiles en atmósferas inflamables) y la hidroventilación con la propia manguera (un cono de agua de dentro afuera que no tape toda la ventana; poco rendimiento, útil para ventilar al final). Al elegir cuentan la capacidad, la distancia de colocación, el diámetro de la hélice, la alimentación, el peso (hay modelos de menos de 35 kg que sube un solo bombero), el ruido y el diseño.

Claves para el examen

• Incendio confinado: sin aperturas al exterior (puertas y ventanas cerradas e intactas).
• Fases: crecimiento, pleno desarrollo y decaimiento.
• Plano neutro: donde la presión interior iguala a la exterior.
• Stefan-Boltzmann: a 500 ºC, unas 48 veces más radiación que a 20 ºC (el manual dice 64, tomando 0 ºC como ambiente).
• Rollover: inflamación puntual del colchón. Flashover: inflamación generalizada.
• ILC: limita el combustible. ILV: limita el oxígeno. Thornton: 13,1 kJ por gramo de O2.
• Infraventilado: llega a ILV sin flashover; es lo más frecuente a la llegada.
• Flashover inducido por la ventilación: unos 2 minutos tras abrir (UL).
• Backdraft: deflagración por aporte repentino de aire; fracción de combustible > 15 %.
• El CO rara vez supera el 5 %; su LII es del 12 %.
• Explosión de humo: mezcla ya en rango + fuente de ignición.
• 200 MJ/m² bastan para llegar a ILV. Factor de crecimiento: tiempo hasta 1 MW.

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