🔥 Tema 9: La combustión: combustibles, clases de fuego y productos

Consell Insular de Mallorca · Bombers de Mallorca · Bombero/a conductor/a

Resumen

La combustión es una reacción química de oxidación-reducción, fuertemente exotérmica y generalmente rápida, entre un combustible (el reductor, que cede electrones y se oxida) y un comburente (el oxidante, normalmente el oxígeno del aire). La norma UNE 23026 define el fuego como una combustión caracterizada por la emisión de calor, humo y llamas, y la ISO 13943 distingue el fuego (combustión controlada en tiempo y espacio) del incendio (combustión que se propaga incontroladamente). No hay un manual oficial del tribunal para este tema; aquí se sigue el Manual de incendios del CEIS Guadalajara, parte 1 «Teoría del fuego», y el RIPCI (RD 513/2017) para las clases de fuego.

Triángulo y tetraedro. Para que haya fuego tienen que coincidir combustible, comburente y energía de activación (calor), en proporciones adecuadas: es el triángulo del fuego. La observación de la combustión con llama añadió un cuarto factor, la reacción en cadena, que forma el tetraedro: los radicales libres mantienen la reacción y el calor generado activa nuevas moléculas. Si quitas una cara, el fuego se apaga. El aire tiene alrededor de un 21 % de oxígeno en volumen; por debajo del 15 % el fuego generalmente se apaga. La energía de activación puede tener origen químico, mecánico, eléctrico, térmico, biológico (fermentación) o natural (rayos). Los agentes pasivos (nitrógeno, CO2, vapor de agua, hollín) no reaccionan, pero roban calor.

Tipos de combustión. Por su velocidad, la combustión puede ser lenta (oxidación sin llama ni reacción en cadena, como el óxido del hierro), normal o viva (frente de reacción visible e inferior a 1 m/s: los incendios normales) e instantánea o explosiva: deflagración si el frente avanza a velocidad subsónica (más de 1 m/s y menos de 340 m/s) y detonación si avanza a velocidad sónica o supersónica con onda de choque. Por la forma, hay combustión con llama (en fase gaseosa), latente (oxidación lenta sin luz, que se revela por humo o subida de temperatura, típica de materiales porosos), incandescente (sin llama pero con luz: las ascuas) y espontánea (sin aporte de calor externo). Por el oxígeno, completa (CO2 y agua) o incompleta (aparece CO).

Combustibles: tipos y características. Un combustible es cualquier sustancia capaz de arder en presencia de una energía de activación. Puede ser sólido, líquido o gaseoso, pero siempre arde en fase gaseosa: los líquidos se vaporizan y los sólidos sufren pirólisis, una descomposición química por el calor sin intervención del oxígeno; lo que arde son los gases que desprenden. Por eso los gases y líquidos (y muchos sólidos) arden con llama, mientras que el carbono puro y algunos metales arden sin llama, por incandescencia.

Peligrosidad frente a la ignición. Se mide con constantes de cada combustible: punto de inflamación o flash point (temperatura mínima a la que emite vapores capaces de inflamarse con una fuente de ignición, pero sin mantener la llama), punto de ignición o de incendio (unos grados más alto; la combustión se mantiene aunque se retire la fuente) y punto de autoinflamación (los vapores arden sin fuente de ignición). También importan los límites de inflamabilidad: por debajo del límite inferior (LII) no arde por falta de combustible y por encima del superior (LSI), por falta de comburente; entre ambos está el rango de inflamabilidad. En las tablas del manual, la gasolina tiene un punto de inflamación de -39 °C frente a los 60 °C del gasoil, y el acetileno un rango de 2,5 % a 81 %, mucho más amplio que el del propano (2,2 %-9,5 %).

Factores que influyen en la combustibilidad. Según el manual, que un material emita gases que ardan con facilidad depende del flujo de calor que recibe, de su constitución (que los gases puedan salir al exterior) y de su punto de inflamación. Además, cuanto más dividido está el combustible, mayor es su relación superficie/volumen y más fácil es que el calor pase a su masa; y el manual recuerda que, con temperatura ambiente alta, el fuego aumenta, y con temperatura baja se ralentiza.

Clasificación de los fuegos según el combustible. La norma es la UNE-EN 2, que el RIPCI (anexo I, secc. 1.ª, ap. 4.5) reproduce: clase A, sólidos generalmente orgánicos que forman brasas (madera, papel, tejidos); clase B, líquidos o sólidos licuables (gasolina, alcohol, ceras, parafinas); clase C, gases (propano, butano, metano, acetileno); clase D, metales (magnesio, sodio, potasio, aluminio en polvo); y clase F, ingredientes para cocinar (aceites y grasas) en aparatos de cocina, equivalente a la clase K americana. La antigua clase E (eléctricos) ya no se reconoce porque la electricidad no es un combustible: si se corta la tensión, manda el combustible que arde.

Productos de la combustión: humo, llamas, calor y gases. El humo son partículas sólidas y líquidas en suspensión (hollín, cenizas, vapor de agua) arrastradas por convección; puede ser inflamable. Su color orienta: blanco si arde libremente con mucho oxígeno, negro con gran carga térmica y poco oxígeno (plásticos, cauchos, derivados del petróleo), amarillo verdoso con cloro. La llama es gas incandescente; su zona externa es la más caliente. Entre los gases destacan el CO (combustión incompleta, 260 veces más afín a la hemoglobina que el oxígeno según el manual), el CO2 (asfixiante, no tóxico), el HCN (almendras amargas, anoxia química), el H2S (huevos podridos, paraliza el olfato a partir de 100 ppm), el fosgeno (llamas sobre PVC y clorados), el cloro, el amoniaco, el SO2 y la acroleína.

Claves para el examen

• UNE 23026: fuego = combustión con emisión de calor, humo y llamas.
• Combustible = reductor; comburente = oxidante.
• Tetraedro: combustible, comburente, calor y reacción en cadena.
• Aire: 21 % de O2; por debajo del 15 % el fuego suele apagarse.
• Todo combustible arde en fase gaseosa; los sólidos, tras la pirólisis.
• Punto de inflamación < punto de ignición < autoinflamación.
• Por debajo del LII falta combustible; por encima del LSI falta comburente.
• Deflagración: subsónica; detonación: supersónica con onda de choque.
• Clases UNE-EN 2: A sólidos, B líquidos, C gases, D metales, F aceites de cocina.
• La clase E ya no existe: la electricidad no es combustible.
• Combustión completa: CO2 y H2O; incompleta: CO y humo negro.
• CO: carboxihemoglobina, afinidad 260 veces mayor que el O2.
• HCN: almendras amargas; H2S: huevos podridos.
• Fosgeno: llamas sobre PVC y productos clorados.

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