🔥 Tema 9: Teoría del fuego

Ayuntamiento de Madrid · Bombero/a Especialista

Resumen

Empecemos por la química de andar por casa. La materia está hecha de átomos que se agrupan en moléculas, y puede estar en estado sólido, líquido o gaseoso. Cuando algo cambia sin dejar de ser lo que es (el hielo que se funde, el agua que hierve) hablamos de una reacción o cambio FÍSICO. Cuando aparecen sustancias nuevas (la madera que acaba en CO2, agua y cenizas) es una reacción QUÍMICA. Y si lo que cambia es el núcleo del átomo (fisión o fusión) es una reacción NUCLEAR. Una reacción es EXOTÉRMICA si desprende energía y ENDOTÉRMICA si la absorbe. La combustión es una reacción química REDOX (de oxidación-reducción) y exotérmica: el combustible es el reductor, que se oxida y cede electrones, y el comburente (casi siempre el oxígeno del aire, un 21 %) es el oxidante, que se reduce.

¿Fuego o incendio? La norma ISO 13943, que cita el manual de incendios del CEIS Guadalajara, lo distingue así: el FUEGO es una combustión autosoportada puesta en marcha a propósito para aprovechar sus efectos y controlada en su duración y extensión (la chimenea, el fogón); el INCENDIO es una combustión que se propaga sin control en el tiempo y en el espacio. La UNE 23026, más escueta, define el fuego como una combustión caracterizada por emisión de calor, humo y llama. Las combustiones se agrupan en dos familias. De APORTACIÓN: la masa que reacciona se va incorporando al frente de reacción; pueden ser con llama, latente (sin llama ni luz visible, propia de combustibles porosos como el algodón, el tabaco o la espuma de poliuretano), incandescente (sin llama pero con luz: las ascuas) y espontánea (sin aporte de calor externo). De PROPAGACIÓN o premezcla: combustible y comburente ya estaban mezclados; por su velocidad se habla de combustión lenta y viva o normal (en el rango de los centímetros por segundo) e instantánea, que a su vez puede ser rápida (metros por segundo: la deflagración, por debajo de la velocidad del sonido, unos 340 m/s) o muy rápida (kilómetros por segundo: la detonación, supersónica y con onda de choque). Sus productos son cuatro: HUMO, LLAMA, CALOR y GASES (CO2, el monóxido de carbono CO, muy tóxico, el ácido cianhídrico HCN, el ácido clorhídrico HCl, los óxidos de nitrógeno...).

El TRIÁNGULO del fuego dice que hacen falta tres cosas a la vez: combustible (lo que arde), comburente (el oxígeno) y energía de activación (el calor que inicia la reacción). Si quitas un lado, no hay fuego. El TETRAEDRO añade una cuarta cara, la REACCIÓN EN CADENA, porque en la llama se forman radicales libres que mantienen la reacción. Las brasas (combustión incandescente, sin llama) se explican con el triángulo; las llamas necesitan el tetraedro. ¿Y los 'agentes pasivos' que cita el temario? Según el manual del CEIS son sustancias presentes en cualquier combustión que no toman parte en la reacción química, pero que absorben o 'roban' energía y por eso cambian el comportamiento del fuego: gases no inflamables como el CO2 y el vapor de agua, el hollín, el agua (temperatura y humedad) y el nitrógeno del aire (un 79 % en volumen), que atraviesa la combustión sin reaccionar.

Los incendios se clasifican de muchas formas. La más preguntada es según la NATURALEZA DEL COMBUSTIBLE, la de la norma UNE-EN 2, que recoge el RIPCI (RD 513/2017): Clase A, sólidos, generalmente orgánicos, que arden formando brasas (madera, papel, tela); Clase B, líquidos o sólidos licuables (gasolina, ceras, plásticos que se funden); Clase C, gases (butano, propano, gas natural); Clase D, metales (magnesio, sodio, potasio); y Clase F, aceites y grasas de cocina en los aparatos de cocina. La 'clase E' eléctrica NO existe en la norma. Por la FORMA DEL FOCO hay foco plano (en horizontal y a la vista, como un charco de líquido ardiendo), vertical (en varios planos o con zonas ocultas, como pacas o apilamientos) y alimentado (mantenido por combustible que llega de un depósito, tubería o pozo: el escape de gas). Por la SUPERFICIE AFECTADA hay una tabla por grados (pequeño hasta 4 m², mediano de 4 a 10, grande de 10 a 100 y de envergadura por encima), útil sobre todo en forestales. Por la FORMA EN QUE SE DESARROLLAN, según la velocidad (lenta, normal, deflagración, detonación), el oxígeno (completa, con humo blanco o gris pálido, o incompleta, con CO y humo negro) y la llama (con o sin llama). Por el LUGAR, interiores, exteriores y según la actividad del recinto. Por su MAGNITUD, conato (se apaga con extintores), incendio parcial e incendio total. Y EVOLUCIONAN en cuatro fases: inicio, desarrollo, propagación y extinción.

El calor se TRANSMITE de tres maneras. CONDUCCIÓN: por contacto, de molécula a molécula dentro de un sólido (la viga metálica que calienta la pared del otro lado). CONVECCIÓN: moviendo el propio fluido; los gases calientes pesan menos, suben y se acumulan bajo el techo (por eso el fuego sube por huecos de escalera y patinillos). RADIACIÓN: por ondas electromagnéticas, sin necesidad de medio material; es lo que te quema la cara a varios metros y lo que prende el coche de enfrente. Para apagar atacamos una cara del tetraedro: DESALIMENTACIÓN (quitar el combustible: cerrar la llave del gas, hacer un cortafuegos), SOFOCACIÓN (quitar o diluir el oxígeno: tapar la sartén, espuma, CO2), ENFRIAMIENTO (quitar calor: el agua) e INHIBICIÓN (romper la reacción en cadena: polvo químico, halones).

Y los AGENTES EXTINTORES. El AGUA manda en los fuegos de clase A por su enfriamiento: calentar 1 kg de 20 a 100 °C cuesta 80 kcal, pero evaporarlo cuesta unas 539 kcal más, y al evaporarse su volumen aumenta entre 1.500 y 1.700 veces, desplazando oxígeno. A chorro compacto llega lejos, pero solo entre un 10 % y un 20 % del agua participa de verdad en la extinción; pulverizada es la forma más eficaz. Pegas: conduce la electricidad, es más densa que la mayoría de líquidos inflamables (la gasolina flota y el fuego se extiende), reacciona con algunos metales y se congela. Las ESPUMAS (más de un 95 % de agua) apagan sobre todo por sofocación; por su coeficiente de expansión son de baja (menos de 20), media (de 20 a 200) y alta expansión (más de 200), y son el agente más eficaz para fuegos de clase B. Los POLVOS: el BC o convencional (bicarbonatos) y el ABC o polivalente (fosfato monoamónico, 'antibrasa') actúan sobre todo por inhibición, y el especial D es para metales; todos son dieléctricos y se pueden usar con tensión eléctrica si no pasa de 1.000 V. El CO2 apaga por sofocación y, de forma secundaria, por enfriamiento (al expandirse se convierte en nieve a -79 °C): pesa 1,5 veces más que el aire, es dieléctrico y no deja residuos, pero es asfixiante y tiene peligro de reignición. Los HALONES (inhibición, sobre todo) se han sustituido por agentes limpios: halocarbonados y gases inertes como el IG-01 (argón), el IG-55 (50 % nitrógeno y 50 % argón) y el IG-541 (52 % nitrógeno, 40 % argón y 8 % CO2).

Claves para el examen

• Combustión = reacción química REDOX exotérmica: combustible = reductor (se oxida); comburente = oxidante (se reduce).
• ISO 13943: FUEGO = combustión deliberada y controlada en duración y extensión; INCENDIO = combustión que se propaga sin control en tiempo y espacio.
• Aportación: con llama, latente, incandescente y espontánea. Propagación (premezcla): lenta y viva (cm/s), deflagración (< 340 m/s) y detonación (> 340 m/s, onda de choque).
• Tetraedro = combustible + comburente + energía de activación + reacción en cadena. Brasas: triángulo. Llamas: tetraedro.
• Agentes pasivos (CEIS): no reaccionan pero absorben energía: CO2, vapor de agua, hollín, agua y nitrógeno (79 % del aire).
• UNE-EN 2 (y RIPCI): A sólidos con brasas, B líquidos o sólidos licuables, C gases, D metales, F aceites y grasas de cocina. NO existe la clase E.
• Forma del foco: plano, vertical y alimentado (el escape de gas). Magnitud: conato, incendio parcial, incendio total.
• Evolución: inicio, desarrollo, propagación y extinción. Transmisión: conducción, convección y radiación (esta no necesita medio).
• Mecanismos de extinción: desalimentación (combustible), sofocación (comburente), enfriamiento (calor), inhibición (reacción en cadena).
• Agua: 1 kcal/kg·°C; unas 539 kcal/kg para evaporarse; se expande entre 1.500 y 1.700 veces. Chorro compacto: solo el 10-20 % trabaja.
• Espuma: baja < 20, media 20-200, alta > 200. Polvo BC y ABC: inhibición; dieléctricos hasta 1.000 V.
• CO2: sofocación (y enfriamiento), nieve a -79 °C, 1,5 veces más pesado que el aire, asfixiante. IG-541 = 52 % N2 + 40 % Ar + 8 % CO2.

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