Tecnología del Fuego y Agentes Extintores de Aena para Oposiciones

Tecnología del Fuego y Agentes Extintores

Definición del Fuego

TEMARIO ESPECÍFICO DE AENA TECNOLOGÍA DEL FUEGO Y AGENTES EXTINTORES 1.1 DEFINICIÓN DEL FUEGO Es un proceso o reacción físico-química de oxidación-reducción de tipo exotérmico, entre una sustancia combustible y una sustancia comburente, cuando se mezclan en las proporciones adecuadas, tras aplicarle cierta cantidad de energía, y que está caracterizada por la emisión de calor, radiación, luz, humos y gases.

Triángulo del Fuego

1.2 TRIÁNGULO DEL FUEGO El triángulo del fuego es la teoría que explica el inicio del proceso de combustión como la unión de tres elementos indispensables: comburente, combustible y calor. Cada uno de los lados de los triángulos representa uno de estos elementos. La ausencia de alguno de los tres elementos o la presencia de alguno de ellos, en proporciones inadecuadas, impide la reacción de la combustión. Del mismo modo, la eliminación de cualquiera de los tres factores destruye el triángulo y supone la extinción del fuego.

Comburente

1.2.1 COMBURENTE Es aquella sustancia que al mezclarse con el combustible permite o facilita la combustión de este último. El oxígeno del aire es el comburente por excelencia. El aire que nos rodea está compuesto por un 21% de oxígeno (O2), un 78% de nitrógeno (N2), y un 1% de mezcla de gases variable, siendo ese porcentaje de oxígeno suficiente para ejercer como comburente en todos los tipos de fuego. El fuego empieza a decrecer por debajo del 18% y por debajo del 15% de O2 la mayoría de los combustibles no mantienen la combustión.

Combustible

1.2.2 COMBUSTIBLE Son aquellos materiales o sustancias que pueden ser oxidados o que pueden arder en presencia del comburente necesario y tras la aplicación de una fuente de calor. Todos los combustibles entran en combustión en fase gaseosa, nos los podemos encontrar de forma natural o artificial y según su estado físico, en estado sólido, líquido y gaseoso.

Energía de Activación

1.2.3 ENERGÍA DE ACTIVACIÓN Es el elemento o energía necesaria que hace posible la reacción entre combustible y comburente, siempre y cuando la mezcla entre ambos se encuentre en las condiciones de cantidad y temperatura adecuadas para provocar la combustión. La mayor parte de los combustibles necesitan ser calentados a una temperatura superior a la temperatura ambiente, para que por sublimación (sólidos) o evaporación (líquidos) desprendan vapores capaces de mezclarse con el oxígeno del aire en condiciones apropiadas para la combustión. Esta energía actúa sobre la estructura del combustible rompiendo los enlaces químicos de los combustibles sólidos y provocando su fusión, o actuando sobre la tensión superficial del líquido hasta conseguir su vaporización. En este punto, el comburente envuelve 1TEMARIO ESPECÍFICO DE AENA las moléculas vaporizadas del combustible, pudiendo producirse la combustión siempre que la mezcla y la temperatura sean las adecuadas. Los combustibles solo son capaces de arder en estado gaseoso, por ello la importancia de la energía de activación necesaria para iniciar la combustión, ya que será mínima en el caso de combustibles gaseosos, siendo mayor en aporte y tiempo en los combustibles líquidos, incrementándose más aún en el caso de combustibles sólidos. Vemos como el estado físico del material combustible es una condición que facilita o dificulta el inicio del fuego. Esta energía es proporcionada por los llamados "focos o fuentes de ignición".

Fuentes de Ignición

1.3 FUENTES DE IGNICIÓN Son aquellas capaces de aportar, a una mezcla adecuada de combustible y comburente, el calor necesario para que se inicie la combustión. Según su origen se clasifican en:

• Origen natural: La energía se obtiene sin la complicidad del ser humano (rayo, volcanes, ... )
• Origen térmico: La energía se produce por contacto directo con la llama.
• Origen químico: La energía se produce como consecuencia de una reacción química de tipo exotérmico (dilución, descomposición, etc.).
• Origen eléctrico: La energía se produce por un fenómeno físico de carácter eléctrico (inducción, electricidad estática, etc.).
• Origen mecánico: La energía se produce por un fenómeno físico de carácter mecánico (chispas, compresión, fricción, etc.).
• Origen nuclear: La energía se produce como consecuencia de un proceso de escisión de núcleos de átomos radiactivos.

Tetraedro del Fuego

1.4 TETRAEDRO DEL FUEGO El triángulo del fuego explica cómo se inicia éste, pero NO la forma de poder mantenerlo. Para ello resulta necesaria la consideración de un cuarto factor: La reacción en cadena.

Reacción en Cadena

1.4.1 REACCIÓN EN CADENA Es el proceso mediante el cual progresa la reacción en el seno de la mezcla combustible- comburente y por tanto su continuidad hasta la desaparición de algunos de los tres elementos. No deja de ser la transmisión de calor de unas moléculas a otras del combustible, que determina la autoalimentación del fuego y por tanto su continuidad hasta la desaparición de algún factor que lo hacen posible.

Límites de Inflamabilidad

1.5 LÍMITES DE INFLAMABILIDAD Para que sea posible la ignición, debe de existir una concentración de combustible suficiente en una atmósfera oxidante dada. Pero no todas las mezclas combustibles-comburentes son susceptibles de entrar en combustión, sino que solamente reaccionarán algunas mezclas cuantitativa y cualitativamente determinadas. 2TEMARIO ESPECÍFICO DE AENA Se definen los límites de inflamabilidad como los valores límites (mínimo y máximo) de concentración de un combustible dentro de un medio oxidante, entre los que puede producirse una combustión. Se miden en % de concentración de vapor de combustible en aire.

• Límite superior de inflamabilidad (L.S.I.): Máxima concentración de vapores combustibles en mezcla con un comburente, por debajo de la cual se produce la combustión.
• Límite inferior de inflamabilidad (L.I.I.): Mínima concentración de vapores combustibles en mezcla con un comburente, por encima de la cual se produce la combustión.
• Rango de inflamabilidad: Conjunto de valores de concentración de vapores de combustibles comprendidos entre los límites de inflamabilidad. La amplitud del rango nos indica la peligrosidad de una sustancia, así cuanto mayor sea el rango, más peligrosa es.

Temperaturas Características

1.6 TEMPERATURAS CARACTERÍSTICAS Las temperaturas características de los combustibles variarán en función de la presión a la que esté sometida la mezcla combustible-comburente.

• Temperatura de inflamación: Temperatura mínima a la cual un combustible comienza a desprender vapores o gases, capaces de arder en contacto con un comburente cuando se le aporta la energía de activación, sin capacidad para mantener la combustión.
• Temperatura de ignición: Temperatura mínima a la cual un combustible comienza a desprender vapores o gases, capaces de arder en contacto con un comburente y de mantener la combustión una vez retirada la fuente de ignición.
• Temperatura de autoignición: Temperatura mínima a la cual los vapores o gases desprendidos son capaces de arder espontáneamente en contacto con el comburente sin necesidad de energía de activación.

Productos de la Combustión

1.7 PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓN

• Gases: Compuestos químicos en estado gaseoso que se forman cuando reaccionan el oxígeno y los distintos elementos presentes en la materia combustible. Los gases más habituales resultantes de la combustión son: anhídrido carbónico (CO2) y monóxido de carbono (CO). La formación de los gases depende de la composición química del combustible y de la temperatura alcanzada en la combustión.
• Llamas: Fenómeno luminoso que acompaña con frecuencia a las reacciones de combustión y que corresponde a la manifestación visible del gas incandescente emitido. Su color varía de acuerdo con la composición química del combustible y la concentración del comburente.
• Humos: Residuo gaseoso generado en la combustión, que contiene partículas sólidas y líquidas en suspensión, a las que debe su color y su grado de opacidad. Cuanto más incompleta sea la combustión más abundante son los humos. Como sucede con las llamas, la cantidad y el color del humo dependen de la composición química del combustible y de la concentración del comburente. 3TEMARIO ESPECÍFICO DE AENA El humo representa un grave peligro en la extinción de incendios porque irrita las mucosas, especialmente de los ojos y las vías respiratorias, dificultando la visión y la respiración, además de ser un medio propagador del calor.
• Calor: Energía liberada en la combustión. Se origina por la agitación desordenada y rápida de las moléculas que intentan combinarse para constituir la materia. Es el principal responsable de la propagación del fuego. Hemos visto como se desarrolla un incendio según el tipo de combustible y los productos generados en el proceso de combustión. A continuación, se describen las fases del desarrollo de un incendio.

Propagación del Fuego

1.8 PROPAGACIÓN DEL FUEGO La propagación del fuego es la transmisión del calor que se produce desde la ignición, mediante transferencia de energía calorífica desde una sustancia a elevada temperatura hasta otra capaz de absorber calor. Los mecanismos de transmisión del calor son:

• Conducción: Mecanismo de intercambio del calor por contacto directo entre dos cuerpos. Es propia de los sólidos, líquidos y gases. Se caracteriza por su lentitud.
• Convección: Es la transmisión del calor en la misma sustancia, debido a la formación de corrientes de partículas. El mecanismo de convección es el propio de los líquidos y, sobre todo, de los gases. En un incendio el aire caliente, menos pesado, se eleva provocando un desplazamiento del aire frío que desciende a los niveles más bajos.
• Radiación: El calor se transmite sin la intervención de la materia. La transferencia se produce a través de ondas electromagnéticas sin que el aire interpuesto entre los cuerpos participe en el fenómeno.

Velocidad de la Combustión

1.9 VELOCIDAD DE LA COMBUSTIÓN La velocidad de la combustión depende de la naturaleza de las sustancias que se combinan para transformarse. Sin embargo, la velocidad de reacción también se ve influida por otros factores como la temperatura o la superficie de contacto entre las sustancias reaccionantes. La velocidad con que se produce la reacción se mide por la cantidad de combustible consumida por unidad de tiempo. Este factor define tres tipos diferenciados de combustión:

• Combustión lenta: Es aquella que se produce sin emisión de luz y escasa emisión de calor. Es más correcto hablar simplemente de oxidación.
• Combustión rápida: Es aquella que se produce acompañada de gran emisión de luz y calor en forma de llamas. Es la combustion propiamente dicha.
• Combustión muy rápida: Es aquella que se produce a gran velocidad de oxidación. Se trata de una explosión, para la que existen dos denominaciones: 4