🔥 Tema 17: Teoría del fuego

Cabildo Insular de La Palma · Servicio Insular de Bomberos · Bombero/a Especialista

Resumen

Es el tema 17 del anexo I. Se estudia con el capítulo de caracterización de la «Teoría del fuego» del CEIS Guadalajara (Manual de incendios, parte 1). Aquí va la química y la física del fuego; los mecanismos de extinción y los agentes extintores son del tema 18, y las fases del incendio y su propagación en un recinto, del tema 19.

Introducción y elementos del fuego. La norma UNE 23026 define el fuego como una combustión caracterizada por la emisión de calor, humo y llamas, y la combustión como una reacción química exotérmica de oxidación entre un combustible (el reductor) y un comburente (el oxidante, casi siempre el oxígeno del aire: 21 % en volumen, 23 % en peso). Para la ISO 13943 el fuego está controlado y el incendio se propaga sin control en el tiempo y el espacio. El triángulo del fuego (combustible, comburente y energía de activación) se completa con la reacción en cadena para formar el tetraedro. Los combustibles, sean sólidos, líquidos o gases, arden siempre en fase gaseosa (pirólisis o vaporización), y por debajo de un 15 % de oxígeno el fuego suele apagarse.

Productos de la combustión. Humo, llamas, calor y gases. El humo es el principal factor de riesgo: el blanco indica que se arde libremente con mucho oxígeno (sobre todo vapor de agua), el negro, gran carga térmica y poco oxígeno, el amarillo verdoso apunta a cloro y el violeta a yodo. La llama tiene una zona interna fría, una media muy luminosa y una externa, que es la más caliente. Entre los gases destacan el CO (incoloro, inflamable, con una afinidad por la hemoglobina 260 veces mayor que la del oxígeno), el CO2 (asfixiante, 1,5 veces más pesado que el aire), el HCN (olor a almendras amargas), el H2S, el amoniaco, el cloro, el fosgeno o la acroleína.

Puntos de temperatura y rango de inflamabilidad. Punto de inflamación (flash point): temperatura mínima a la que el combustible emite vapores que se inflaman con una fuente de ignición, pero no sigue ardiendo; punto de ignición o de incendio: unos grados por encima, la llama se mantiene aunque se retire la fuente; punto de autoinflamación: los vapores arden sin fuente de ignición. Solo arden las mezclas entre el límite inferior (LII, por debajo falta combustible) y el superior (LSI, por encima falta comburente); entre ambos está el rango de inflamabilidad, con el punto ideal de combustión y el estequiométrico. Ejemplos de la tabla: acetileno 2,5-81 %, propano 2,2-9,5 %, gasolina 1,5-7,6 % (inflamación a -39 ºC).

Calor, temperatura y transferencia. El calor es energía que pasa de un cuerpo a otro por diferencia de temperatura; la temperatura es la energía cinética media de las moléculas. El calor se mide en calorías (1 cal = 4,1868 J) o julios; el calor específico del agua es 1 cal/g ºC. El calor se transmite por conducción (contacto; mejor en sólidos que en líquidos y gases; no existe en el vacío), convección (masas calientes que suben; la más influyente para la estrategia y la que hace subir el fuego por las pendientes) y radiación (ondas electromagnéticas, incluso en el vacío).

Velocidad de propagación y clasificación. La velocidad de propagación de la llama es la del frente de reacción (butano 0,9 m/s, acetileno 14 m/s). Por velocidad hay combustión lenta (oxidación), normal (< 1 m/s, la de los incendios corrientes) e instantánea: deflagración (> 1 m/s y subsónica, < 340 m/s) o detonación (supersónica, con onda de choque). Por el combustible (norma EN 2): clase A sólidos con brasas, B líquidos o sólidos licuables, C gases, D metales y F aceites y grasas de cocina; la antigua clase E (eléctricos) ya no existe. También se clasifican por la forma del foco (plano, vertical, alimentado), por la superficie, por el lugar (interior o exterior) y por su magnitud (conato, parcial, total).

Claves para el examen

• UNE 23026: fuego = combustión con emisión de calor, humo y llamas.
• ISO 13943: incendio = combustión que se propaga incontroladamente en el tiempo y en el espacio.
• Tetraedro: combustible, comburente, energía de activación y reacción en cadena.
• Oxígeno en el aire: 21 % en volumen, 23 % en peso; por debajo del 15 % el fuego suele apagarse.
• La velocidad de la reacción en cadena se duplica con 10 ºC más.
• CO: afinidad por la hemoglobina 260 veces mayor que el oxígeno; HCN: olor a almendras amargas.
• Inflamación < ignición (se mantiene) < autoinflamación (sin fuente de ignición).
• Por debajo del LII falta combustible; por encima del LSI falta comburente.
• Temperatura = energía cinética media de las moléculas; 1 cal = 4,1868 J.
• Radiación: única transmisión sin medio material; la conducción es mejor en sólidos.
• Deflagración: > 1 m/s y < 340 m/s; detonación: > 340 m/s con onda de choque.
• Clases EN 2: A sólidos, B líquidos, C gases, D metales, F aceites de cocina; la E ya no existe.

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