🏠 Tema 10: Incendios de interior y ventilación

Ayuntamiento de Madrid · Bombero/a Especialista

Resumen

Un incendio de interior es el que se desarrolla sin control en un espacio limitado, donde el calor y los gases no pueden salir libremente. Si además puertas y ventanas están cerradas e intactas hablamos de incendio confinado. El modelo clásico de laboratorio tiene tres fases: crecimiento (la temperatura sube de forma exponencial, hay oxígeno de sobra y la potencia depende del combustible), pleno desarrollo (el oxígeno empieza a faltar y la temperatura se estabiliza) y decaimiento (se acaba el combustible o el incendio ya no compensa las pérdidas de calor). Durante el crecimiento el recinto se divide en dos estratos: arriba los gases calientes a presión mayor que la exterior, abajo aire frío a presión menor, y entre ambos el plano neutro.

La clave del tema es distinguir ILC e ILV. En el Incendio Limitado por el Combustible hay aire suficiente y manda el combustible (cantidad y distribución): buena visibilidad, capa de aire fresco abajo, foco fácil de localizar y relativamente poco CO y HCN. En el Incendio Limitado por la Ventilación manda el oxígeno disponible: la potencia depende del tamaño y la geometría de la apertura (ecuación de Kawagoe), no hay visibilidad, el plano neutro está muy bajo y el colchón de gases es rico en productos de combustión incompleta y muy tóxico. El paso de ILC a ILV es el momento crítico. Fenómenos de rápido desarrollo: el flashover es la transición en la que todas las superficies expuestas a la radiación alcanzan casi a la vez su temperatura de inflamación y el fuego se generaliza en el recinto (NFPA 921). Un incendio infraventilado es el que llega a ILV sin pasar por flashover. Si en él abrimos un hueco, la potencia crece de forma paulatina hasta un flashover inducido por la ventilación (en los ensayos de Underwriters Laboratories, unos dos minutos tras la apertura). El backdraft parte del mismo escenario, pero el aumento de potencia es repentino: es una deflagración por la entrada brusca de aire, con una fracción de combustible muy alta (>15 % según autores). La explosión de humo no la dispara el aire sino una fuente de ignición en una mezcla de gases y aire que ya estaba en rango de inflamabilidad.

Influencia del combustible. El poder calorífico mide la energía por kilo (madera 16 MJ/kg, poliuretano 23, gasolina 45) y la carga de combustible la energía por unidad de superficie (kJ/m²); cargas de 200 MJ/m² han demostrado bastar para alcanzar ILV. Los combustibles modernos (plásticos y sintéticos) llegan antes a ILV, alcanzan más temperatura y reaccionan muy rápido a la ventilación. Influencia del recinto: en el incendio de contenido solo arden los enseres y el continente no aporta combustible (obra de fábrica y forjados de hormigón); en el de estructura arde también el continente (casas tradicionales, cubiertas y forjados de madera). A menor altura del techo el desarrollo es más rápido y se llega antes a ILV. El confinamiento (puertas cerradas) limita el oxígeno y la propagación, y la compartimentación hace que en un mismo edificio haya estancias en fases distintas. Un buen aislamiento da más temperatura, más velocidad y menos oxígeno, y la inercia térmica alarga las fases.

Riesgos: además de los fenómenos de rápido desarrollo están el calor (140 ºC es la máxima temperatura de aire respirado que permite sobrevivir según el National Research Council de Canadá; 10 kW/m² es el umbral de trabajo de un bombero equipado y 20 kW/m² suele dañar el EPI y a la persona), la toxicidad (con efecto sinérgico de los gases), la falta de visibilidad y el corto rango de supervivencia de las víctimas (6-12 minutos desde el inicio en los ensayos de UL para una estancia con la puerta abierta). El agua actúa por enfriamiento y por dilución: calentarla absorbe energía, pero lo decisivo es evaporarla (calor latente de 2.257 kJ/kg; la absorción es unas 7,6 veces mayor si se evapora) y el vapor a 100 ºC ocupa unas 1.600 veces el volumen del agua. El tamaño de gota óptimo está entre 0,3 y 0,7 mm: equilibrio entre alcance y absorción de energía.

Influencia de la ventilación. Por el Principio de Conservación de la Masa, lo que sale es lo que entra más el combustible que se gasifica, que no suele pasar del 10 %, por eso se aproxima 'lo que sale = lo que entra'; pero el VOLUMEN de salida es mayor porque los gases calientes están dilatados, y por eso el plano neutro de una única apertura queda bajo. La ecuación de Bernoulli (conservación de la energía en un fluido) explica que la suma de presión estática y dinámica sea constante: una diferencia de presión se traduce en velocidad. Los gases se mueven por dos causas: flotabilidad (el gas caliente es menos denso y sube, como un globo aerostático) y diferencias de presión entre dentro y fuera. Un flujo es unidireccional si la apertura queda claramente por encima o por debajo del plano neutro (hacen falta al menos dos aperturas) y bidireccional si la apertura abarca ambas zonas. Los patrones de ventilación son antiventilación (confinado, sin flujo de gases), ventilación natural, incendios dominados por el viento y ventilación por presión positiva (VPP), una de las formas más eficaces de asegurar un flujo unidireccional.

Influencia de la presurización. Dentro del recinto de incendio conviven zonas a presión positiva (por encima del plano neutro) y negativa (por debajo), y el viento o un ventilador de VPP se suman a ese reparto. Los gases buscan la salida con mayor caída de presión, el camino más corto de la máxima a la mínima presión. Por eso presurizar un recinto adyacente al del incendio evita que se propague hacia él: diferencias de solo unos 5 Pa bastan, incluso con pequeñas aperturas entre ambos, siempre que el recinto presurizado se mantenga lo más cerrado posible.

Claves para el examen

• Tres fases: crecimiento, pleno desarrollo y decaimiento. Plano neutro: presión interior = exterior; arriba salen gases, abajo entra aire.
• ILC: manda el combustible, buena visibilidad, foco localizable. ILV: manda el oxígeno (Kawagoe), visibilidad nula, CO y HCN altos.
• Flashover: las superficies alcanzan casi a la vez su temperatura de inflamación (NFPA 921). Infraventilado = llega a ILV SIN flashover.
• Flashover inducido por la ventilación: unos 2 minutos tras abrir (UL). Backdraft: deflagración por aporte repentino de aire; fracción de combustible >15 %.
• Explosión de humo: la dispara una fuente de ignición en mezcla ya inflamable, no la entrada de aire.
• Poder calorífico en kJ/kg (madera 16 MJ/kg, gasolina 45). Carga de combustible en kJ/m²; 200 MJ/m² bastan para alcanzar ILV.
• Incendio de contenido: el continente no arde (hormigón). De estructura: arde también el continente (madera). Techo bajo = desarrollo más rápido.
• Aire respirable máximo 140 ºC (NRCC). Radiación: 10 kW/m² umbral de trabajo; 20 kW/m² daña el EPI. Supervivencia: 6-12 min (UL).
• Agua: calor latente 2.257 kJ/kg (7,6 veces más si se evapora); 1.600 veces su volumen en vapor a 100 ºC; gota óptima 0,3-0,7 mm.
• Conservación de la masa: el combustible gasificado no suele pasar del 10 %; sale la misma masa que entra, pero más volumen.
• Movilidad de los gases: flotabilidad y diferencias de presión. Unidireccional: mínimo dos aperturas. Bidireccional: una apertura que cruza el plano neutro.
• Patrones: antiventilación, ventilación natural, dominados por el viento y VPP. Presurizar con unos 5 Pa evita la propagación.

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