🧪 Tema 19: Teoría del fuego y agentes extintores

Ayuntamiento de Sevilla · Servicio de Prevención, Extinción de Incendios y Salvamento (SPEIS) · Bombero/a

Resumen

Este tema es la base de todo lo que viene después: si entiendes qué arde, cómo arde y cómo se apaga, las técnicas de extinción y los fenómenos de interior se explican solos. El epígrafe de Sevilla junta la teoría del fuego con los mecanismos de extinción y los agentes extintores; las instalaciones (extintores, BIE, hidrantes, detección, rociadores y columna seca) van aparte, en el tema 35. La fuente principal es el Manual de incendios del CEIS Guadalajara y el Grupo Tragsa (parte 1, Teoría del fuego, con su capítulo de técnicas). Dos conceptos básicos para empezar: el calor es energía que pasa de un cuerpo a otro por diferencia de temperatura, y la temperatura mide el grado térmico (1 caloría son 4,18 julios y K = °C + 273,15); y el aire, el comburente habitual, lleva en volumen un 21 % de oxígeno y un 78-79 % de nitrógeno.

Tipos de reacciones. Una reacción física cambia el estado pero no la sustancia (hielo a vapor); una química transforma los reactivos en productos distintos; una nuclear cambia el núcleo del átomo. El fuego es una reacción redox fuertemente exotérmica: el combustible es el reductor, que cede electrones y se oxida, y el comburente el oxidante, que los capta y se reduce. 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, controlado, del incendio, que se propaga sin control en el tiempo y en el espacio. Un dato clave: lo que arde siempre son gases o vapores; los líquidos arden por los vapores que desprenden al calentarse y los sólidos por los gases que liberan en la pirólisis, que es la descomposición química por el calor sin reacción con el oxígeno.

Tipos de combustión. Por su forma, el manual separa la combustión con llama (en fase gaseosa, representada con el tetraedro), la latente (oxidación lenta sin luz visible, delatada por calor o humo, típica de combustibles porosos), la incandescente (sin llama pero con emisión de luz: las brasas) y la espontánea (sin aporte de calor externo). Por velocidad: lenta u oxidación (el hierro que se oxida), normal o viva, con llama y frente de menos de 1 m/s, e instantánea, que es la explosión. Por el oxígeno disponible: completa, con suficiente aire, que da CO2 y agua y humo blanco o gris pálido; e incompleta, con falta de oxígeno, que da CO, hollín y humo negro o muy oscuro. Propiedades de los combustibles: punto de inflamación (temperatura mínima a la que desprende vapores que se inflaman con una fuente de ignición), punto de ignición o de incendio (unos grados más, la llama se mantiene al retirar la fuente) y punto de autoinflamación (arde sin fuente de ignición). Límites de inflamabilidad: por debajo del LII la mezcla es pobre en combustible, por encima del LSI le falta comburente; metano 5-15 %, propano 2,2-9,5 %, butano 1,8-8,4 %.

Triángulo y tetraedro. Para que haya fuego hacen falta combustible, comburente y energía de activación (el triángulo); si se quita uno de los lados, no empieza o se apaga. Para explicar que la combustión con llama se automantenga y se propague se añade un cuarto elemento, la reacción en cadena, y el triángulo pasa a tetraedro; por eso los agentes que capturan los radicales libres (polvo químico, halones) apagan por inhibición, aunque no sirven para las brasas, que no tienen reacción en cadena. Con carácter general, por debajo del 15 % de oxígeno el fuego se apaga. La energía de activación puede tener origen químico, mecánico (roces, choques), eléctrico, térmico, biológico (fermentación) o natural (rayos). Los agentes pasivos (nitrógeno, CO2, vapor de agua, hollín) no reaccionan pero roban calor y modifican el fuego.

Clasificación de los fuegos según la norma UNE-EN 2, la que cita el RIPCI: clase A, sólidos, generalmente orgánicos, que forman brasas (madera, papel, tejidos); clase B, líquidos o sólidos licuables (gasolina, alcohol, ceras, parafinas); clase C, gases (butano, propano, gas natural, acetileno); clase D, metales (magnesio, sodio, potasio, aluminio en polvo), en los que el agua está prohibida en casi todos los casos; y clase F, aceites y grasas de cocina en los aparatos de cocina, que equivale a la clase K americana. La antigua clase E de fuegos eléctricos ya no existe, porque la electricidad no es un combustible: si se corta la tensión, manda el combustible que arde. El manual añade otras clasificaciones: por la forma del foco (plano, vertical, alimentado), por la superficie en incendios forestales y por su magnitud (conato, parcial y total).

Evolución de los incendios y transmisión del calor. Conducción: por contacto molecular, sobre todo en sólidos; necesita materia, así que en el vacío no hay conducción, y se transmite mejor en sólidos que en líquidos y en estos mejor que en gases. Convección: propia de líquidos y gases, que al calentarse se dilatan, pierden densidad y suben; es la responsable de que el humo y los gases calientes busquen cualquier resquicio, de que el fuego suba por las pendientes y de que arrastre pavesas. Radiación: ondas electromagnéticas, sobre todo infrarrojas, que viajan en línea recta y no necesitan medio material, como el calor del sol o el que notamos frente a una llama. El manual resume la evolución del incendio en cuatro fases: inicio, desarrollo, propagación y extinción; y la propagación depende de estos tres mecanismos de transmisión del calor.

Productos de la combustión y explosiones. Los productos son humo, llamas, calor y gases. El humo es el principal factor de riesgo: irrita, quita visibilidad y puede ser inflamable; el blanco indica combustión libre con mucho oxígeno y vapor de agua, el negro fuegos con poco oxígeno y derivados del petróleo, plásticos o cauchos. Entre los gases: CO, incoloro e inodoro, producto de la combustión incompleta, que se une a la hemoglobina formando carboxihemoglobina; CO2, asfixiante, 1,5 veces más pesado que el aire; HCN, con olor a almendras amargas, que bloquea la respiración celular; H2S, olor a huevos podridos que deja de percibirse hacia los 100 ppm; y fosgeno, del PVC o de refrigerantes clorados. Una explosión es la liberación súbita de gas a alta presión que se disipa en onda de choque: si el frente avanza a más de 1 m/s pero por debajo de la velocidad del sonido es una deflagración (sobrepresiones de 5 a 10 veces la inicial); si es sónico o supersónico, una detonación, con onda de choque y sobrepresiones de 20 a 40 veces o más.

Mecanismos de extinción: se trata de quitar un lado del tetraedro. Desalimentación: retirar o separar el combustible (directa, cerrando llaves o separando lo que arde; indirecta, refrigerando o aislando lo cercano) o diluirlo por debajo del LII, cosa que solo cabe con líquidos miscibles con agua. Sofocación: separar el comburente (tapar con arena, espuma o polvo) o diluir el oxígeno por debajo de la concentración necesaria, generalmente el 15 %; cuando se hace con gases inertes se llama inertización. Enfriamiento: bajar la temperatura del combustible por debajo de su punto de ignición; el agua es el agente que más enfría, sobre todo al pasar a vapor (unas 540 cal por gramo). Inhibición o rotura de la reacción en cadena: halones y polvo químico capturan los radicales libres; es muy eficaz pero no sirve para brasas.

Agentes extintores. El agua es el más barato y usado: alto calor específico y de vaporización, y al evaporarse aumenta su volumen entre 1.500 y 1.700 veces, desplazando el oxígeno; pulverizada enfría más; solo es eficaz sobre líquidos inflamables con punto de inflamación superior a 38 °C y sirve para controlar, no extinguir, fuegos B y C. Se le añaden humectantes (bajan la tensión superficial), espesantes, boratos o modificadores de flujo. La espuma, principal agente para líquidos inflamables, apaga sobre todo por sofocación y también enfría; según la UNE-EN 1568 es de baja expansión (menos de 20), media (20 a 200) o alta (más de 200). Las AFFF forman una película acuosa sobre el hidrocarburo; las proteínicas están en desuso; las espumas conducen la electricidad y se destruyen con muchos polvos. Polvos y gases. El polvo BC (bicarbonatos sódico o potásico) actúa sobre todo por inhibición, vale para fuegos B y C y con tensión hasta 1.000 voltios, pero no es eficaz en la clase A. El polvo ABC o polivalente lleva fosfato monoamónico, que deja un residuo pegajoso de ácido metafosfórico que sella las brasas: por eso sirve también para la clase A. Los polvos especiales, a base de grafito pulverizado y carbón mineral, son para metales, clase D, y cada uno sirve solo para ciertos metales. El CO2 es incoloro, inodoro, dieléctrico, no deja residuos y pesa 1,5 veces más que el aire; apaga sobre todo por sofocación y además enfría, porque sale a −79 °C como nieve carbónica. Los halones (1211 y 1301) inhiben pero dañan la capa de ozono; sus sustitutos son los agentes limpios y los gases inertes: IG-01 (argón), IG-55 o Argonite (50 % nitrógeno y 50 % argón) e IG-541 o Inergen (52 % nitrógeno, 40 % argón y 8 % CO2).

Claves para el examen

• UNE 23026: fuego es una combustión con emisión de calor, humo y llamas.
• Combustible = reductor (se oxida); comburente = oxidante (se reduce).
• Pirólisis: descomposición química por el calor sin reacción con el oxígeno; lo que arde son gases.
• Punto de inflamación < punto de ignición (la llama se mantiene) < punto de autoinflamación (sin fuente).
• Debajo del LII falta combustible; encima del LSI falta comburente. Metano 5-15 %.
• Tetraedro = triángulo + reacción en cadena; la inhibición no sirve para brasas.
• Por debajo del 15 % de oxígeno, en general, el fuego se apaga.
• EN 2: A sólidos con brasa, B líquidos y sólidos licuables, C gases, D metales, F aceites de cocina. La clase E ya no existe.
• CO forma carboxihemoglobina; HCN huele a almendras amargas; H2S a huevos podridos.
• Deflagración: más de 1 m/s y subsónica. Detonación: sónica o supersónica, con onda de choque.
• Mecanismos: desalimentación, sofocación, enfriamiento e inhibición (halones y polvo químico; no sirve para brasas).
• El agua al evaporarse multiplica su volumen entre 1.500 y 1.700 veces; solo eficaz sobre líquidos con punto de inflamación > 38 °C.
• Espuma UNE-EN 1568: baja < 20, media 20-200, alta > 200; actúa sobre todo por sofocación.
• Polvo ABC: fosfato monoamónico, sella brasas. Polvo BC: B y C y tensión hasta 1.000 V; no eficaz en A.
• CO2: nieve a −79 °C, 1,5 veces más pesado que el aire, sofocación y enfriamiento.

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