💥 Tema 22: Teoría del fuego (II): parámetros, flashover, backdraft y BLEVE

Concello de Santiago de Compostela · Servizo de Extinción de Incendios e Salvamento · Bombero/a conductor/a especialista

Resumen

Tema 14 de la parte específica del anexo III de tus bases (el 22 aquí). El epígrafe oficial, en gallego, dice: «TEORÍA DO LUME II. Parámetros característicos: temperatura de vaporización, temperatura de ebulición, temperatura de inflamación ou punto de escintileo (flash-point), temperatura de encendido ou punto de ignición (fire-point), temperatura de autoencendido ou punto de autoignición (autoignition-point). Rango de inflamabilidade. Límite inferior de inflamabilidade e límite superior de inflamabilidade. Influencia da temperatura. Deflagracións e detonacións. Carga térmica, propagación e evolución térmica dun incendio: curvas normalizadas de incendio. Fenómenos físico-químicos asociados a incendios en interiores: FlashOver. Backdraft, RollOver, BoilOver. Fenómeno BLEVE». Aquí lo tienes explicado en castellano; en el examen puedes elegir el cuestionario en gallego o en castellano (lo marcaste en la solicitud).

Empezamos por lo básico, siguiendo el Manual de incendios del CEIS Guadalajara (parte 1, Teoría del fuego). La norma UNE 23026 define el fuego como una combustión caracterizada por la emisión de calor, humo y llama, y la combustión como una reacción exotérmica de oxidación entre un combustible (el reductor) y un comburente (el oxidante, casi siempre el oxígeno del aire). La ISO 13943 distingue el fuego, controlado y buscado por sus efectos, del incendio, una combustión que se propaga sin control en el tiempo y en el espacio. Para que haya fuego hacen falta combustible, comburente y energía de activación: es el triángulo del fuego. Como el calor que genera la reacción se reinvierte en nuevas reacciones, se añadió un cuarto factor, la reacción en cadena, y el triángulo pasó a tetraedro: si se suprime una de las caras, el fuego se extingue. Las combustiones sin llama (brasas, incandescencia) no tienen reacción en cadena y se explican con el triángulo.

El combustible siempre arde en fase gaseosa: los sólidos desprenden gases por pirólisis (descomposición por el calor sin intervención del oxígeno) y los líquidos por evaporación. Por eso importan sus constantes: el punto de inflamación (flash point) es la temperatura mínima a la que emite vapores capaces de inflamarse con una fuente de ignición, aunque se apagan si se retira; el punto de ignición o de incendio, unos grados por encima, es aquel en que la llama se mantiene aunque se retire la fuente; y el de autoinflamación, aquel en que arden sin fuente de ignición. La mezcla con el aire solo arde entre el límite inferior de inflamabilidad (por debajo falta combustible) y el superior (por encima falta comburente); entre ambos está el rango de inflamabilidad. Según la velocidad, la combustión puede ser lenta (oxidación), normal (frente de llama visible por debajo de 1 m/s) o instantánea: deflagración (más de 1 m/s pero por debajo de la velocidad del sonido, unos 340 m/s) o detonación (por encima). Con oxígeno abundante la combustión es completa (CO2 y agua, humo blanco o gris claro); con poco oxígeno es incompleta, produce CO y humo negro, muy caliente y peligroso si se ventila de golpe.

Tipos de incendio. La norma EN 2 clasifica los fuegos por el combustible: clase A, sólidos que forman brasas (madera, papel, tejidos); B, líquidos o sólidos licuables (gasolina, alcohol, ceras); C, gases (butano, propano, gas natural, hidrógeno); D, metales (magnesio, sodio, potasio, aluminio en polvo), de extinción difícil y con el agua prohibida en casi todos los casos; y F, aceites y grasas de cocina. La antigua clase E (fuegos eléctricos) desapareció porque la electricidad no es un combustible: sin tensión, manda el material que arde. El manual clasifica además los incendios por la forma del foco (plano, vertical, alimentado), por la superficie afectada (útil en forestales), por su desarrollo, por el lugar (interiores y exteriores, y por la actividad del recinto) y por su magnitud (conato, incendio parcial e incendio total).

Evolución y transmisión. El manual describe cuatro fases genéricas: inicio, desarrollo, propagación y extinción. El calor pasa siempre del cuerpo más caliente al más frío por tres vías: conducción (contacto molecular directo, sobre todo en sólidos; no existe en el vacío), convección (movimiento de masas de gas o líquido calientes, que suben porque son menos densas; es la responsable de que el fuego suba más rápido por una pendiente y de que un fuego de superficie pase a copas) y radiación (ondas electromagnéticas, se transmite incluso en el vacío, como el calor del sol). En cuesta abajo la convección no trabaja y el fuego avanza mucho más despacio, solo por radiación. Para extinguir se actúa sobre el tetraedro: desalimentación o eliminación del combustible (directa o indirecta), sofocación o eliminación del comburente (separándolo o diluyendo el oxígeno por debajo del 15 %), enfriamiento (bajar el combustible por debajo de su punto de ignición; el agua absorbe unas 540 calorías por gramo al evaporarse) e inhibición de la reacción en cadena (halones y polvo químico seco, muy eficaz pero inútil en fuegos sin llama).

Incendios de interior (manual CEIS, parte 3). El estudio clásico distingue tres fases: crecimiento (el incendio está limitado por el combustible, los gases calientes se acumulan arriba y se forman dos estratos separados por el plano neutro, donde la presión es igual a la exterior), pleno desarrollo (el oxígeno baja y la potencia pasa a depender de la ventilación) y decaimiento. De ahí dos conceptos clave: incendio limitado por el combustible (ILC) e incendio limitado por la ventilación (ILV). Un incendio infraventilado es el que llega a estar limitado por la ventilación sin pasar por flashover; con la construcción moderna, muy aislada, y los combustibles sintéticos, es el escenario más frecuente a la llegada de los bomberos, con el plano neutro casi en el suelo y visibilidad nula.

Fenómenos de rápido desarrollo. Lo anuncian el final de la fase de crecimiento, un colchón de gases denso y muy oscuro, altas temperaturas con superficies pirolizando, el plano neutro bajando y lenguas de fuego en el colchón (rollover). Si se ventila un incendio infraventilado puede producirse un flashover inducido por la ventilación (en los ensayos de Underwriters Laboratories, unos dos minutos tras abrir). Backdraft: deflagración por un aporte repentino de aire a un incendio confinado con productos de combustión incompleta; se anuncia por pulsaciones (el incendio «respira»), humo denso con tonos amarillentos o anaranjados y recinto confinado, y se combate evitando fuentes de ignición, enfriando por ataque indirecto desde una apertura y ventilando; si es inminente, solo cabe dejar al personal fuera en posición defensiva. La explosión de humo es otra deflagración, pero la desencadena una fuente de ignición en una mezcla de gases y aire ya en rango, no la entrada de aire.

Técnicas de extinción en interiores. El ataque indirecto inunda el recinto de vapor de agua desde fuera, sin personal dentro, con caudal medio-alto (100 a 500 l/min), cono de 15º a 30º, pulsaciones de 3 a 20 segundos y movimiento en «T» o en «O»; su pega es que se pierde la visibilidad y el vapor puede dañar a víctimas. El ataque directo moja con una película de agua los combustibles que arden, enfría las superficies y corta la pirólisis; es la técnica más efectiva, pero solo cuando el foco se ve y el chorro va a impactar en él (caudal medio, 100 a 250 l/min, cono de 0º a 15º). El enfriamiento de gases, con pulsaciones cortas en el colchón de gases, no apaga el incendio: reduce la inflamabilidad de los gases para que el equipo progrese con seguridad hasta el foco. A todo ello se suma el control de la ventilación (natural, horizontal o vertical, o por presión positiva, VPP).

Incendios industriales. La caracterización se hace hoy con el anexo I del Real Decreto 164/2025, que derogó el RD 2267/2004: primero se clasifica la configuración (edificio tipo A, el establecimiento ocupa parcialmente un edificio con otros establecimientos, subdividido en AV y AH según la separación sea vertical u horizontal; tipo B, ocupa todo un edificio adyacente o a 3 m o menos de otros; tipo C, ocupa uno o varios edificios a más de 3 m; y espacio abierto tipo D), después se identifican los sectores (en edificios) y áreas (en espacios abiertos) de incendio y, por último, se calcula el nivel de riesgo intrínseco con la densidad de carga de fuego ponderada y corregida Qs: bajo (1-2, hasta 850 MJ/m²), medio (3-5, hasta 3.400 MJ/m²) y alto (6-8, más de 3.400 MJ/m²). Ojo: los manuales anteriores a 2025 todavía hablan de un tipo E que ya no existe. En la intervención (manual CEIS, parte 5), las prioridades son el rescate de víctimas, el control de la propagación y la extinción; las técnicas defensivas son la presurización de espacios y la refrigeración de superficies expuestas, y las tácticas combinan planteamientos defensivos y ofensivos: control exterior de la propagación con lanzas en cortina y vehículos de altura, ataque directo exterior o interior, ataque indirecto, inundación o cubrición con espuma y ataque en presión positiva.

Incendios de interior y ventilación. Caracterización») y sigue el capítulo 1 de la parte 3, «Incendios de interior. Ventilación de incendios», del Manual de incendios del CEIS Guadalajara. Un incendio de interior es el que se desarrolla fuera de control en un espacio limitado, sin transferencia libre de calor ni de gases con el exterior; es confinado si puertas y ventanas están cerradas e intactas. En su desarrollo clásico hay tres fases: crecimiento, pleno desarrollo y decaimiento. En el crecimiento el incendio tiene oxígeno de sobra y su potencia la limita el combustible; se forman dos estratos (gases calientes arriba, a más presión que el exterior, y aire fresco abajo, a menos) separados aproximadamente por el plano neutro, donde la presión es igual a la exterior. La radiación del colchón de gases sigue la ley de Stefan-Boltzmann (cuarta potencia de la temperatura): a 500 ºC radia unas 48 veces más que a 20 ºC (el manual dice 64, que es lo que sale si se toma 0 ºC como temperatura ambiente). Si el colchón se inflama por zonas hay rollover; si se generaliza, flashover.

Incendio limitado por el combustible (ILC) e incendio limitado por la ventilación (ILV). En el ILC la potencia depende de la cantidad y distribución del combustible (etapa inicial, recintos muy ventilados o muy grandes, incendios exteriores). En el ILV el factor limitante es el oxígeno: su potencia depende del tamaño y la geometría de las aperturas (ecuación de Kawagoe) o, según la regla de Thornton, del oxígeno consumido (13,1 kJ por gramo). Al pasar de ILC a ILV cae el oxígeno, se disparan el CO y el HCN, desaparece la visibilidad y el recinto se llena de gases calientes demasiado ricos en combustible para arder… hasta que entra aire. En los incendios confinados el plano neutro baja casi hasta el suelo.

Fenómenos de rápido desarrollo. Flashover: fase transitoria en que las superficies expuestas alcanzan casi a la vez su temperatura de inflamación y el incendio se generaliza (NFPA 921); sus indicadores son el fin de la fase de crecimiento, un colchón denso y oscuro, altas temperaturas, plano neutro muy bajo y rollover. Incendio infraventilado: alcanza el ILV sin pasar por flashover, con mucha fracción de combustible; hoy es el escenario más frecuente a la llegada. Flashover inducido por la ventilación: el que produce ventilar un incendio infraventilado; en los ensayos de Underwriters Laboratories tardó unos dos minutos desde la apertura. Backdraft: deflagración por un aporte repentino de aire a un incendio confinado con productos incompletos de combustión; necesita una fracción de combustible alta (más del 15 % según autores), y entre sus indicadores están un incendio infraventilado en recinto confinado y las pulsaciones del recinto, que parece «respirar y exhalar». Es un error ligarlo al CO, que rara vez pasa del 5 % cuando su LII es del 12 %. Explosión de humo: deflagración de una mezcla ya en rango de inflamabilidad al encontrar una fuente de ignición, a menudo en espacios ocultos.

Influencia del combustible. La potencia del incendio es proporcional al poder calorífico del combustible. La carga de combustible (energía por unidad de superficie, en kJ/m² o MJ/m²) condiciona la duración: con poca carga el incendio ni siquiera llega a ILV, y 200 MJ/m² han bastado para alcanzarlo. La velocidad de desarrollo depende de la tasa de pirólisis y de la tasa de combustión, y el «factor de crecimiento» mide el tiempo para llegar a 1 MW. Los combustibles modernos (plásticos y sintéticos, más mobiliario, plantas abiertas, más aislamiento) dan incendios que llegan antes al ILV, con más temperatura y potencia, menos oxígeno y una reacción muy rápida a la ventilación: a la llegada cabe esperar un incendio infraventilado, sin visibilidad y que cambie bruscamente al abrir huecos.

Influencia del recinto. En el incendio de contenido solo arden los enseres (obra de fábrica y forjados de hormigón); en el de estructura arde también el continente (madera). Para un mismo hueco, un recinto grande pierde más calor y da menos potencia; a menor altura de techo el incendio se desarrolla más rápido y llega antes a ILV. El confinamiento y la compartimentación determinan el oxígeno disponible y la propagación entre estancias. Un alto aislamiento térmico da mayores temperaturas, más velocidad y potencia y menos oxígeno; la inercia térmica alarga las fases.

Riesgos del trabajo en incendios de interior. Inflamabilidad y fenómenos de rápido desarrollo, que dependen de la composición de los gases, la fracción de combustible, la temperatura y el oxígeno. Calor: arriba se superan fácilmente los 600 ºC y cerca del suelo puede haber unos 100 ºC; 140 ºC es la máxima temperatura del aire respirado que permite sobrevivir (NRCC); 10 kW/m² de radiación es el umbral de trabajo con el equipo completo y 20 kW/m² ya daña equipos y personas; el traje se satura con el tiempo. Hay que identificar la ruta fría (entrada de aire) y la ruta caliente (salida de gases). Toxicidad, con efectos sinérgicos; visibilidad, que se pierde al pasar a ILV; y supervivencia de víctimas: los estudios de UL dieron 6-12 minutos desde el inicio del incendio con la puerta abierta.

Influencia de la aplicación de agua. El agua actúa por enfriamiento (se calienta, se evapora absorbiendo 2.257 kJ/kg y el vapor sigue calentándose) y por dilución (el vapor desplaza la mezcla fuera del rango de inflamabilidad). A 100 ºC el vapor ocupa unas 1.600 veces el volumen del agua, y más a mayor temperatura. Si el agua llega a evaporarse absorbe 7,58 veces más energía que si solo se calienta hasta 100 ºC. Hay que evitar la escorrentía; con lanzas combinadas la efectividad en el enfriamiento del colchón se sitúa entre el 50 y el 70 %, y el tamaño de gota óptimo está entre 0,3 y 0,7 mm.

Influencia de la ventilación y de la presurización. Controlar la ventilación permite ganar visibilidad, bajar temperaturas, controlar la potencia y dirigir los gases, pero en un ILV el aire aumenta la potencia, así que debe coordinarse siempre con el agua. La masa de gases que sale es casi la que entra (conservación de la masa), aunque su volumen es mayor por estar calientes; el movimiento lo explican la ecuación de Bernoulli, la flotabilidad y las diferencias de presión. Hay flujos unidireccionales (necesitan al menos dos aperturas, una de entrada y otra de salida) y bidireccionales (en una apertura que abarca el plano neutro), y patrones de antiventilación, ventilación natural, incendio dominado por el viento (con 6 m/s de viento hay 25-30 Pa entre fachadas) y ventilación por presión positiva (VPP), que puede aumentar la potencia hasta un 60 % según algunos autores. En un recinto sin incendio un ventilador de 18-21 pulgadas da entre 15 y 30 Pa, y presurizar un recinto adyacente con apenas 5 Pa evita que el incendio se propague hacia él.

Claves para el examen

• UNE 23026: fuego = combustión con emisión de calor, humo y llama.
• Tetraedro: combustible, comburente, energía de activación y reacción en cadena.
• Punto de inflamación: vapores que se inflaman con fuente; punto de ignición: la llama se mantiene sin ella.
• Por debajo del LII falta combustible; por encima del LSI falta comburente.
• Deflagración: más de 1 m/s y menos de 340 m/s; detonación: supersónica.
• Clases (EN 2): A sólidos, B líquidos, C gases, D metales, F aceites de cocina; la E ya no existe.
• Conducción no se da en el vacío; la radiación sí.
• Sofocación: oxígeno por debajo del 15 %. Inhibición: no sirve en fuegos sin llama.
• Interior: crecimiento, pleno desarrollo y decaimiento; plano neutro = presión igual a la exterior.
• Flashover: las superficies alcanzan casi a la vez su temperatura de inflamación.
• Backdraft: deflagración por entrada repentina de aire en incendio confinado.
• Explosión de humo: la dispara una fuente de ignición, no la ventilación.

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