LECCION 7 FUEGO
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LECCION 7
COMPORTAMIENTO DEL FUEGO
OBJETIVOS
Al finalizar la lección, el participante será capaz de:
1. Explicar el concepto del triángulo y del tetraedro de fuego
2. Enumerar las cuatro fuentes
de energía calórica.
3. Nombrar los cuatro productos de la combustión.
4. Explicar las tres formas de
transferencia de calor
5. Explicar los cuatro métodos para la extinción de incendios
6. Enumerar las clases de
incendios
7. Enumerar las tres fases del fuego
8. Listar los fenómenos que se
presentan en incendios en interiores.
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COMPORTAMIENTO DEL FUEGO Hace más de un millón de años el hombre se albergaba en cavernas para protegerse del frío en las noches, en el día caminaba en busca de alimento, utilizaba piedras o palos para defenderse de animales feroces o se subía a los árboles para evitar ser devorados por ellos; entonces empezó a observar cómo los animales huían despavoridos cuando un rayo encendía las ramas de un árbol durante una tormenta o el calor del sol hacía prender las hojas secas, comprendió entonces, el poder del fuego... empezó a utilizarlo no para defenderse de las fieras sino con el fin de calentarse en las noches frías, convirtiéndose en un símbolo sagrado. Hoy con toda la tecnología que existe, el hombre, aún dista mucho de su conocimiento, comprensión y dominio, a pesar que lo utiliza en casi todas sus necesidades básicas de su vida, es par él un amigo, cuando lo controla. Pero cuando no, es un enemigo, el cual no merece miedo sino respeto. DEFINICION DEL FUEGO Es una reacción química (oxidación rápida) de materiales combustibles acompañada por la liberación de energía en forma de calor y luz. También es conocido como “combustión”
Lo que en realidad se queman son los vapores que desprenden los materiales combustibles, al mezclarse en ciertas proporciones con el oxígeno del aire y al ser calentada dicha mezcla a una temperatura determinada. CONCEPTOS
Combustible Es todo material sólido, líquido o gaseoso, que puede ser
oxidado durante un incendio.
Combustión. Reacción exotérmica autoalimentada que abarca un combustible en fase.
condensada, en fase gaseosa o en ambas fases
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Gases de Combustión.
Temperatura.
MODALIDADES DE LA COMBUSTION Teorías: A) Triángulo del Fuego.- Por muchos años, una figura de 3 lados, conocida como “Triángulo del Fuego”
ha sido muy adecuado para explicar, la teoría que señala que el oxígeno,
calor y combustible en adecuadas proporciones producen brasas
el cual no puede existir si es que falta algunos de los elementos.
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COMPONENTES DEL TRIANGULO DE FUEGO
Combustible.- (Agente reductor) El combustible se define como cualquier sólido, líquido o gas, que puede ser
óxidado. El término de “agente reductor” se refiere a la capacidad del combustible
de reducir un agente oxidante. La oxidación es el término usado para representar
una reacción química que combina un agente reductor con oxígeno
Oxígeno.- (Agente oxidante) En la mayoría de los casos el agente oxidante será el oxígeno que se encuentra
en el aire, sin embargo el uso del término “agente oxidante” ayuda a explicar
como algunos compuestos, como el nitrato de sodio y el clorato de potasio, que
liberan su propio oxígeno durante el proceso de combustión, pueden arder en
un ambiente sin oxígeno
Si existieran solamente vapores inflamables, no es posible producir fuego, igualmente si la mezcla es rica en oxígeno, no habrá suficientes vapores combustibles para que arda la mezcla.
Calor.- Es la cantidad de energía necesaria para iniciar y mantener la combustión,
lo que desencadena un incremento en la actividad molecular de la
estructura química de una sustancia
B) Tetraedro del Fuego.-
Teoría desarrollada por el Sr. W. M. Haessler que se ha estado usando para
explicar en una forma más completa la combustión y su extinción; dado que
algunos combustibles arden en atmósferas carentes de oxígeno. Por ejemplo:
calcio y aluminio en nitrógeno. Donde se reconoció el carácter procesal de la
combustión al descubrirse la existencia de una reacción en cadena.
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Reacción química en cadena
Los principios de esta aún no se conocen totalmente. Para entender los
principios de una reacción química en cadena, primeramente debemos saber
que la parte de la combustión que produce llamas es el resultado de la
separación de vapores de la fuente combustible, que reconoce la existencia de
una zona de interfase de llama, en la que paso a paso son descompuestas, luego
de la destilación inicial, partículas de combustible, algunas de las cuales arden,
mientras se recombinan y descomponen sucesivamente
INCENDIO
Fuego fuera de control
Todo fuego conlleva a una ELEVACION DE TEMPERATURA y DESCOMPOSICION DEL MATERIAL SOLIDO, por lo tanto, químicamente, la elevación de la temperatura origina el proceso definido como PIROLISIS, siendo este proceso una descomposición química de la materia por acción del CALOR
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Productos de la Combustión Cuando un combustible se quema, siempre habrá ciertos productos de la combustión, que son: - GASES DE COMBUSTIÓN Gases que permanecen en el aire al enfriarse los productos de la combustión
hasta sus temperaturas normales, además de su toxicidad, en condiciones de
incendio se encuentras sumamente calientes y combinados con gases
combustibles, de los que no alcanza la combustión completa, Cianuro de
hidrógeno, monóxido y dióxido de carbono, amoniaco, dióxido de azufre, etc.
- FLAMAS O LLAMAS La flama es el cuerpo visible y luminoso de un gas quemándose, volviéndose
más caliente y menos luminosa cuando está mezclada con más cantidades de
Oxígeno.
- CALOR Es el producto de la combustión, que desempeña el papel más importante en la
propagación del fuego; representando peligro a través de la exposición a los
gases calientes y a la radiación.
- HUMO El humo es el producto visible de una combustión incompleta, que se compone
de partículas de material residual y aerosoles (líquidos y partículas de carbón)
en suspensión, que arrastran consigo aire y gases de combustión.
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Transferencia de calor
Debido a que el calor es energía desordenada, nunca es constante, pero es continuamente transferido de objetos de una temperatura más alta a aquellos que tienen una temperatura más baja, siendo por estos 3 métodos: - CONDUCCIÓN Transferencia de calor por contacto directo entre 2 cuerpos o por medio de un
conductor de calor. La cantidad de calor que será transferido y su proporción
de velocidad de transferencia por este medio depende de la conductividad del
material a través del cual el calor esta pasando.
- CONVECCION Transmisión de calor por medio de un fluido, sea gas o líquido o cuando los
líquidos o los gases son calentados se expenderán, haciéndose más livianos
y moviéndose hacia arriba.
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- RADIACIÓN Es la transmisión de energía a través del espacio por medio de ondas
electromagneticas la que al tropezar con un cuerpo es absorbido, reflejado o
Transmitido, atraviesa cuerpos traslucidos. El calor radiado es una de las
principales fuentes de la propagación de fuego, y su importancia demanda un
ataque defensivo en las partes donde la exposición a la radiación es
significante
RECORDAR
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CONCEPTOS BÁSICOS: - Temperatura de inflamación.- (flashpoint o Punto de desprendimiento de
vapores) Temperatura a la cual los materiales combustibles empiezan a desprender vapores inflamables.
- Punto de ignición.- (Ignition Point o Temperatura de Ignición) Temperatura
mínima que necesita alcanzar una substancia para inflamarse y sostenerse. Es superior a la temperatura de inflamación.
- Rango de Inflamabilidad.- (Límite de inflamabilidad o Límite de
Explosividad) Límites máximo y mínimo de concentración de un combustible en una atmósfera oxidante; que posibilitarán el que una llama, una vez iniciada, continúe propagándose a presión y temperatura especificadas.
- Deflagración.- Reacción exotérmica que se propaga a través de los gases
ardientes a un material que todavía no ha entrado en reacción. Fuentes de Ignición: Son todos aquellas fuentes que pueden proveer de energía calorífica suficiente para sostener la combustión. - Química : Por combustión espontánea, calor de combustión, de
descomposición y de disolución - Eléctrica : Por calentamiento de resistencias, calentamiento dieléctrico,
calentamiento por inducción, corrientes de fuga, arco eléctrico, electricidad estática, calor por rayo
- Mecánica : Calor por fricción, chispas por fricción, calor por compresión - Nuclear : Producido por la fusión y fisión nuclear
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EXTINCION DE FUEGOS
De acuerdo a la Teoría del Tetraedro del Fuego, existen cuatro métodos para la extinción de los incendios. Estos son:
ENFRIAMIENTO
Uno de los métodos mas comunes de extinción es el enfriamiento mediante agua, este proceso depende de la reducción del calor en un
combustible hasta un punto en el que no produzca suficiente vapor para arder
Nota para Instructor: Pedir ejemplos
LA
REACCIÓN
QUÍMICA EN
CADENA
EL
EL
COM
BUSTIB
LE
COM
BUSTIB
LE
EL AGENTE
OXIDANTE
SEPARACION
EELL
CCAALLOORR
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La fuente de combustible puede separarse deteniendo el flujo del combustible
Líquido o gaseoso, o suprimiendo el combustible sólido en el camino del
Incendio.
Nota para Instructor: Pedir ejemplos
LA
REACCIÓN
QUÍMICA EN
CADENA
EL AGENTE
OXIDANTE
ELEL
CALORCALOR
SOFOCACION
EL
CCOOMMBBUUSSTTIIBBLLEE
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Es disminuir el % de oxigeno en el ambiente, esto se puede lograr diluyendo,
Reduciendo o desplazando el oxigeno del ambiente
LA
REACCIÓN
QUÍMICA EN
CADENA
EL
EL
COM
BUSTIB
LE
COM
BUSTIB
LE
ELEL
CALORCALOR
INHIBICIÓN
EL AGENTE
OXIDANTE
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Como consecuencia de la separación de vapores de la fuente combustible,
Estos se descomponen en la zona de interfase de llama produciendo radicales
libres algunas de las cuales arden, mientras que otros se recombinan y descomponen
Sucesivamente, en este momento los agentes extintores producen la inhibición y/o
Rupturas de las reacciones en cadena impidiendo su propagación
ELELCOMBUSTIBLECCOMBUSTIBLE
EL AGENTE
OXIDANTE
ELEL
CALORCALOR
EXTINCIÓN DE FUEGO UTLIZANDO METODOS DE COMBATE
LA
REACCIÓN
QUÍMICA EN
CADENA
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CLASIFICACION DE FUEGOS
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Basados en la NTP 350.021 edición 2004, se definen de la siguiente manera:
CLASE A
Es el producido por la combustión de sustancias sólidas tales como el papel, madera, tela , paja, caucho, algunos tipos de plásticos, etc. Su característica principal es que puede formar brasa y residuos.
CLASE B
Es el producido por la combustión de líquidos inflamables y combustibles, petróleo y sus derivados, aceites, alquitranes, bases de aceite para pinturas, lacas, solventes, alcoholes y gases inflamables.
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CLASE C
Es el producido en equipos o sistemas de circuitos eléctricos energizados, esto es con efectiva presencia de electricidad.
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CLASE D
Es el producido por metales combustibles, como aluminio, magnesio,titanio, circonio y sus aleaciones; sodio, litio, potasio metálicos y otros.
CLASE K
Es el producido en aparatos de cocina que involucren un medio combustible usado para cocinar (aceites y grasas animales y vegetales)
FASES DE UN INCENDIO ESTRUCTURAL
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Los métodos usados para extinguir un fuego dependerán en gran medida del estado en el que este se encuentre. Etapa incipiente o inicial
En esta primera etapa el oxigeno en la habitación se mantiene
inalterable _ no ha sido reducido en consecuencia el fuego produce
vapor de agua, bióxido de carbono, monóxido de carbono, pequeñas
cantidades de dióxido de azufre y otros gases; se comienza a generar calor
que ira en aumento; en esta etapa el calor de la llama puede alcanzar los
530 ºC, pero la temperatura en el medio ambiente de
la habitacion se esta iniciando y aumentando muy poco.
Etapa de combustión libre
Ya en esta etapa donde el aire rico en oxigeno es absorbido hacia las llamas
que en forma ascendente los gases calientes llevan el calor a ___las partes
altas ____ del recinto confinándolos. Los gases calientes se acumulan
horizontalmente de arriba hacia abajo empujando al aire fresco a las zonas
bajas y generando emisión de gases de combustión en los materiales
combustibles mas cercanos, esta zona se la considera de _______presión___
positiva ____, la zona del aire fresco en las partes bajas
se denomina presión negativa ___________ o depresión, entre ambas
se forma una zona neutra denominada _________plano____neutral_____; en
este momento el area incendiada se la puede calificar como fuego de libre
desarrollo ya que esta completamente involucrada. En situaciones de esta tipo
los bomberos deben estar entrenados para trabajar lo mas bajo que sea
posible ya que podemos encontrar temperaturas que superen los
___________700____________________ºC. En esta etapa es cuando se
pueden producir los distintos tipos de flashover y sus descargas disruptivas.
Etapa de arder sin llama.
En esta ultima etapa, las llamas dejan de existir ______
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dependiendo del confinamiento del fuego y la hermeticidad del recinto, el fuego
se reduce a brasas incandescentes el cuarto se llena completamente de humo
denso y gases producto de la combustión incompleta que fue consumiendo el
oxigeno paulatinamente. Todo el ambiente tiene la suficiente __________
____________presión_______________como para dejarla escapar por las
pequeñas aberturas que queden; el fuego seguirá reduciendo en este estado
latente aumentando la temperatura por arriba del punto de ignición de los
gases de combustión a mas de ____________600________________ºC. En
esta etapa es donde se pueden llegar a producir los fenómenos de explosiones
de humo o backdraft.
FENÓMENOS EN INCENDIOS EN INTERIORES
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Un fuego confinado en una habitación puede comenzar con un lento tramite de
combustion hasta que los gases en esta etapa inicial de la pirolisis lleguen a la
temperatura de ignición ________________________ y produzcan
llama, a partir de la aparición de llamas se comienza a producir un incremento
mas acelerado de calor, propagación del fuego y mayor cantidad de gases de
combustión súper calentados que se van confinando en las partes altas del
techo, y van descendiendo en la medida que el incendio avanza, en la
habitación observaremos tres partes bien definidas: parte alta ó “ zona
de presión positiva_________________”, parte baja ó “__zona_________
de presión negativa_______” y en el medio el “___plano_______________
__neutral_______”
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El incendio continua avanzando, la habitación se va llenando de gases
supercalientes la zona de presión positiva_______________________
va descendiendo como así también el plano neutral __________
y la zona de __presión negativa_____________________________ó
depresión (en esta es donde el fuego toma el O2 necesario para sustentarse)
cuando en la zona de gases de combustión comienzan aparecer llamas, esto
nos indica que estamos por arriba de los ________600_____________ºC y
que en algunos sectores se produce la mezcla gas/aire dentro de los
parámetros de la gama de inflamabilidad, produciéndose la aparición de llamas
visibles en el humo, denominándose a este fenómeno :___rollover_________
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El tramite del incendio continua incrementando la temperatura mas de
____700_______ºC y aumentando en consecuencia la zona de __presión____
positiva______________________ de gases súper calentados de combustión,
el fuego continua alimentándose de O2 por la parte baja de
________________presión negativa______________________ y las llamas
aumentan de volumen.
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En un momento, el incremento de la temperatura, la producción de gases de
combustión de todo lo combustible dentro de la habitación y llamas hacen que
el fuego se propague _______________súbitamente__________________
por todo el ámbito produciéndose el _____flashover (combustión súbita
generalizada) ó descarga disruptiva______, esta energía es liberada por las
aberturas de la habitación y conducida internamente por
_______pasillos____o habitaciones____________ lugares estos por los
que los bomberos se movilizan para llegar a la habitación incendiada.
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EXPLOSION DE HUMO (BACKDRAFT)
Es una explosión de violencia variable
causada por la entrada repentina de aire en un compartimiento que contiene o a contenido fuego, y donde se ha producido la suficiente
cantidad de humo (gases súper calentados de combustión) a consecuencia de la combustión incompleta del incendio en su etapa de arder
sin llama por deficiencia de oxigeno.
En consecuencia al acudir los bomberos a un incendio que se encuentre a los
finales de la etapa de combustión libre y comienzo de la etapa de arder sin
llama o en su desarrollo corren serios riesgos de enfrentar estas explosiones
de humo o backdraft.
En la etapa de arder sin llama en el ambiente encontraremos que, debido a la
_______________combustión incompleta__________________, al intenso
calor de la etapa de _______combustión libre________________________ a
las partículas libres _________no quemadas _________________________
de carbono mas los gases inflamables como el ______CO________(monóxido
de carbono) y el ________SO____________ (dióxido de azufre), todo esta listo
para estallar en una intensa e instantánea __________combustión________
cuando el ambiente sea ventilado inadecuadamente y se incorpore
______oxígeno__________
Por parte de los bomberos una ventilación inadecuada puede desatar este
fenómeno calificado como explosión de humo por su velocidad y destrucción
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En la etapa de arder sin llama contamos con suficiente temperatura por encima
del punto de ___________ignición____________________de los gases de
combustión producto de la combustión incompleta por falta de __oxigeno____.
El plano neutral baja a ____centímetros_____________________del piso esta
señal la podremos advertir al observar en la quemazón de la puerta del recinto.
Si a esta condición se le agrega ______aire fresco_________ producto de una
rotura, o ventilación incorrecta, entonces...................................
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Encontraremos los _________cuatro____________________ elementos
necesarios para tener fuego, no obstante en este caso con una reacción
instantánea___y violenta _______________________conocida como
explosión de humo o __________backdraft___________________________,
aliviando toda su intensidad por donde se originó la apertura, existen pocas
posibilidades de supervivencia durante un backdraft al interior de un cuarto, la
explosión de humo dar lugar a la formación de un frente de llama que corre
por el pasillo quemando todo a su paso.
Signos y síntomas externos:
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Humo bajo presion.
Humo negro convirtiéndose de un color grisaceo amarillento.
Aislamiento del incendio y calor excesivo.
Poca o nada de llama visible.
Humo que sale del compartimiento en bocanadas o pulsaciones.
Vidrios manchados por el humo, con rasgos violaceos, ennegrecidos, con apariencia como engrasados.
Ruidos sordos.
Una aspiración rápida de aire hacia adentro si se hace una apertura.
Signos y síntomas internos:
El plano neutral esta a casi 20/25 cm del piso.
Al abrir alguna ventilación se oirá como el fuego aspira el aire.
ESTA CONDICION SE DISMINUYE AL EFECTUAR VENTILACION EN
EL PUNTO MAS ALTO DE LA EDIFICACION, LIBERANDO LOS GASES
Y EL HUMO CALIENTE.
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ESCALAS TERMICAS DE MEDICION
Las escalas térmicas sirven para medir los grados de
temperatura; los más comunes son los Celsius o Centígrados
y Fahrenheit.
FORMULAS DE APLICACIÓN PRACTICA
ºC = ºF-32 X 0.556 ºF = ºC X 1.8 + 32
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Espero que esta guía te sirva de paso a paso para que
logres aplicar los procedimientos adecuados para
identificar el comportamiento del fuego en caso de
emergencia. Recuerda mi consejo, es importante que te
formes con personas que hayan vivido ya el proceso,
para que te ayuden en la práctica.
Lo más importante para tener resultados, es tomar
acción, así que pon en práctica ahora mismo, todo lo
que te acabo de compartir. También puedes tomar el
curso:
CAPACITACIÓN EN PREVENCIÓN DE INCENDIOS, CATÁSTROFES Y PLAN DE EVACUACIÓN