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🔥 Tema 12: Teoría del fuego: tetraedro y productos de la combustión

Concello de Ourense · Servizo de Prevención e Extinción de Incendios e Salvamento · Bombero/a-Conductor/a

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Epígrafe oficial

Teoría del fuego. El tetraedro del fuego. Productos de la combustión. Peligro de un combustible respecto a su posible ignición. Otros factores que influyen en la combustibilidad. Combustible.

Resumen

Tema 1 de la parte específica del anexo I de tus bases (BOP de Ourense núm. 177, de 16/09/2025); aquí es el 12. El epígrafe oficial dice: «Teoría del fuego. El tetraedro del fuego. Productos de la combustión. Peligro de un combustible respecto a su posible ignición. Otros factores que influyen en la combustibilidad. Combustible.» Se estudia con la norma vigente y, en la parte técnica, con los manuales públicos de formación de bomberos.

Teoría del fuego. Parte de lo básico: la materia está formada por moléculas y átomos; las reacciones pueden ser físicas (cambia el estado, no la sustancia), químicas (cambia la composición) o nucleares. Una reacción es exotérmica si desprende energía y endotérmica si la absorbe. El fuego es una reacción redox fuertemente exotérmica: el combustible es el reductor (cede electrones y se oxida) y el comburente, normalmente el oxígeno del aire, es el oxidante. La norma UNE 23026 define el fuego como una combustión caracterizada por la emisión de calor, humo y llamas; la ISO 13943 distingue el fuego (combustión controlada) del incendio (combustión que se propaga incontroladamente en el tiempo y en el espacio).

Combustiones. Son reacciones de oxidación-reducción, de cinética generalmente rápida y fuertemente exotérmicas; en la completa se forman CO2 y agua, y en la incompleta aparece monóxido de carbono. Hay combustiones de aportación (la masa reactiva se incorpora al frente de reacción): con llama (en fase gaseosa), latente (oxidación lenta sin luz, en combustibles porosos), incandescente (sin llama pero con luz: ascuas) y espontánea (sin aporte de calor externo). Y combustiones de propagación o de premezcla. Por velocidad, la combustión lenta es una oxidación sin reacción en cadena; la simple, normal o rápida tiene un frente visible de menos de 1 m/s; y las explosiones pueden ser deflagraciones (más de 1 m/s pero subsónicas, con sobrepresiones de 5 a 10 veces) o detonaciones (supersónicas, de 20 a 40 veces la presión inicial e incluso 100).

Productos de la combustión: humo, llamas, calor y gases. El humo son partículas sólidas y líquidas en suspensión y es el principal factor de riesgo: blanco si el combustible arde libremente con mucho oxígeno (sobre todo vapor de agua), negro con sintéticos, cauchos o derivados del petróleo y poco oxígeno. La llama es un gas incandescente; su zona externa, poco luminosa, es la más caliente, y en la práctica alcanza de 1.800 a 2.200 ºC. El calor se mide en calorías (1 cal = 4,1868 J) o julios; el agua tiene un calor específico de 1 cal/g·ºC. Escalas: Celsius (0-100), Fahrenheit (32-212, ºF = ºC · 1,8 + 32) y Kelvin (K = ºC + 273,15). El calor dilata los cuerpos y provoca cambios de estado progresivos (fusión, vaporización, sublimación) o regresivos (solidificación, condensación, sublimación regresiva).

Gases de combustión. El CO se forma en combustiones incompletas, es incoloro, más ligero que el aire, arde con llama azul y se une a la hemoglobina (carboxihemoglobina) provocando hipoxia. El CO2 no es inflamable y el manual lo trata como asfixiante (desplaza el oxígeno) más que como tóxico, y es unas 1,5 veces más pesado que el aire. El cianuro de hidrógeno (HCN) huele a almendras amargas y bloquea la respiración celular. El sulfuro de hidrógeno huele a huevos podridos y a partir de 100 ppm paraliza el olfato. También aparecen amoniaco, cloro (amarillo verdoso), dióxido de azufre, fluoruro de hidrógeno, fosgeno (de la combustión de PVC y clorados) y acroleína.

Triángulo y tetraedro del fuego. El incendio necesita combustible, comburente y energía de activación (calor); si se suprime un lado, el fuego no se produce o se extingue. El tetraedro añade la reacción en cadena, que mantiene la combustión con llama. Del combustible importan sus constantes: punto de inflamación (emite vapores que se inflaman con una fuente de ignición), punto de ignición (unos grados por encima, la combustión se mantiene al retirar la fuente) y punto de autoinflamación (arde sin fuente de ignición); y los límites de inflamabilidad: por debajo del LII no arde por falta de combustible y por encima del LSI por falta de comburente. El oxígeno supone aproximadamente el 21 % del aire en volumen, y por debajo del 15 % el fuego generalmente se apaga. La energía de activación puede ser de origen químico, mecánico, eléctrico, térmico, biológico o natural. Los agentes pasivos (CO2, vapor de agua, hollín, nitrógeno) no reaccionan pero roban calor.

Tipos de incendios. Por el combustible (norma EN 2): clase A, sólidos que forman brasas; B, líquidos o sólidos licuables; C, gases; D, metales; F, aceites y grasas de cocina. La antigua clase E (eléctricos) ya no se reconoce porque la electricidad no es un combustible. Los sólidos no arden como tales: arden los gases de su pirólisis (descomposición por el calor sin oxígeno); los líquidos arden por sus vapores. Por la forma del foco, el incendio puede ser plano, vertical o alimentado (escapes de gas). También se clasifican por la superficie afectada (útil en forestales), por la velocidad de reacción, por el oxígeno disponible (completa o incompleta), por la emisión de llamas, por el lugar (interiores o exteriores; por el uso del recinto) y por la magnitud (conato, incendio parcial e incendio total).

Evolución y transmisión. Un incendio tiene cuatro fases: inicio (los tres factores coinciden), desarrollo (la temperatura sube deprisa, en el techo puede superar los 700 ºC, y crece el CO), propagación (el calor se transmite por todos los medios) y extinción. El calor pasa siempre del cuerpo más caliente al más frío por tres vías. La conducción, por contacto molecular, necesita materia y no se da en el vacío; es mejor en sólidos que en líquidos, y en líquidos que en gases. La convección se da en fluidos: el aire caliente sube y el frío baja; es la que más influye en la estrategia, y con la pendiente acelera el fuego cuesta arriba, mientras que cuesta abajo el avance es mucho más lento. La radiación viaja por ondas electromagnéticas, sobre todo infrarrojas, en línea recta y también sin medio material.

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.

Claves para el examen

💡 Truco

Para los tres «puntos» del combustible, piensa en un mechero que enciendes y apagas: en el punto de INFLAMACIÓN el vapor prende pero se apaga si quitas la llama (un «flash»); en el de IGNICIÓN sigue ardiendo solo; y en el de AUTOinflamación ni siquiera necesita mechero. Van en ese orden de temperatura, de menor a mayor: I-I-A.

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Preguntas de ejemplo del tema 12

Tres de las 100 preguntas del test de este tema, con su explicación:

  1. Una explosión cuyo frente de reacción avanza a más de 1 m/s pero por debajo de la velocidad del sonido es una:

    1. Deflagración
    2. Detonación
    3. Combustión lenta
    4. Combustión rápida
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    a) Deflagración. MAN.GRAL.008, ap. 3.1.1: la deflagración se propaga a más de 1 m/s pero de forma subsónica; la detonación es supersónica y crea onda de choque.

  2. ¿Qué ejemplo cita el manual de incendio en el que no se producen llamas?

    1. La combustión del butano
    2. La combustión de la gasolina
    3. La combustión del coque
    4. La combustión del acetileno
    Ver la respuesta

    c) La combustión del coque. Manual de incendios CEIS Guadalajara, parte 1 Teoría del fuego, cap. 1 Caracterización, ap. 3.3.2: «En la mayoría de los incendios se producen llamas, aunque hay excepciones: por ejemplo, la combustión del coque».

  3. ¿Cómo se llama la temperatura mínima a la que un combustible emite vapores suficientes para inflamarse al contacto con una fuente de ignición, aunque no siga ardiendo si se retira?

    1. Punto de autoignición del combustible
    2. Punto de ignición o de incendio
    3. Temperatura crítica del combustible
    4. Punto de inflamación (flash point)
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    d) Punto de inflamación (flash point). Manual de incendios del CEIS Guadalajara, parte 1 «Teoría del fuego», ap. 5.1.1 a): punto de inflamación es la temperatura mínima a la que un combustible emite suficientes vapores susceptibles de inflamarse si entran en contacto con una fuente de ignición; sin fuente de ignición no arde.

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