curso de incendios 1

QUÍMICA DELFUEGO

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• El fuego es una combustión, y lo aplicable al fuego lo es al incendio. Una combustión es un proceso químico-físico que se manifiesta cuando un cuerpo se une al oxigeno y desprende calor. Dependiendo de la velocidad de este proceso estaremos ante una simple oxidación o una violenta explosión.

• El fuego no es más que una reacción de oxidación-reducción fuertemente exotérmica.

QUÍMICA DEL FUEGO

La condición indispensable para que se produzca un fuego es la presencia de una sustancia combustible, a una temperatura suficiente y la presencia de un comburente.

Hay que diferenciar fuego de incendio, este ultimo es el accidente o efecto no deseado y producido por el fuego.

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CONCEPTOS RELACIONADOS CON EL FUEGO

CALOR.- es una forma de energía debida a la agitación de las moléculas de los cuerpos que incrementa la temperatura. Es medido en función de la cantidad de trabajo que realiza.

CALORÍA.- es la cantidad de calor necesario para aumentar la temperatura de un gramo de agua un grado centígrado.

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IGNICIÓN.- Es la acción o el efecto de un material al entrar en combustión cuando se ha utilizado una energía activadora.

COMBUSTIÓN.- Es la reacción de oxidación que se realiza al juntar una materia combustible y un oxidante o comburente en presencia de una energía de activación.

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COMBUSTIBLE.- Materia que es capaz de arder en presencia de un comburente y mediante un energía activadora. Pueden darse en estado sólido, liquido o gaseoso.

- Todos los combustibles arden en fase gaseosa.

COMBURENTE.- El más importante es oxígeno, aunque también hay oxidantes químicos, como el nitrato de amonio (NH4O3), peróxido de hidrógeno (H2O2),etc.

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INFLAMABILIDAD.- Características de algunos combustibles para desprender vapores que en contacto con el aire pueden arder.

PUNTO DE INFLAMACIÓN.- Es la temperatura mínima a la que un material combustible desprende suficientes vapores, que en contacto con el aire, forman una mezcla capaz de arder en las proximidades de la superficie del material. (También llamado FLASH POINT o TEMPERATURA DE INFLAMACIÓN)

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COMBUSTIBLES SUSTANCIA PUNTO DE INFLAMACIÓN

Gasolina - 39ºCAlcohol Etílico 18ºCGlicerina 160ºCAcetona - 18ºCGas-oil 60ºCAguarrás 35ºCBenzol - 11ºC

Madera de pino 225ºCPapel prensado 230ºCPoliamida 420ºC

LÍQUIDOS

SÓLIDOS


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COMBUSTIBLE SUSTANCIA PUNTO DE AUTOIGNICIÓN

Gasolina 450ºCAlcohol Etílico 425ºC

Glicerina 370ºCAcetona 540ºCPropano 466ºCMetano 537ºCButano 430ºC

Monóxido de Carbono 609ºCMadera de pino 280ºC

Poliamida 425ºC

LÍQUIDOS

GAS

SÓLIDOS

CONCEPTOS RELACIONADOS CON EL FUEGOPUNTO DE AUTOIGNICIÓN.- Es la temperatura más baja a la que una sustancia puede iniciar o causar la combustión automantenida sin fuente de calor.


RANGO DE INFLAMABILIDAD.- no todas las mezclas de una sustancia con el aire se inflaman. La inflamación sólo se produce entre determinadas proporciones de mezcla.

El Rango de Inflamabilidad se refiere a aquellas proporciones de mezcla de aire con una sustancia combustible entre las cuales se pueda producir una inflamación.

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SUSTANCIA L.INFERIOR.I L.SUPERIOR.I

Gasolina 1,5% 7,60%Alcohol Etílico 4,3% 19,00%

Acetona 2,5% 12,30%Aguarrás 1,1% 6,00%Amoníaco 16% 25%Propano 2,2% 9,50%Metano 5,0% 15%Butano 1,9% 8,50%

Monóxido de Carbono 12,5% 74%Hidrógeno 4% 75%

LÍQUIDOS

GAS

RANGO DE INFLAMABILIDAD

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REACCIONES QUÍMICAS

REACCIONES EXOTÉRMICAS.- las reacciones exotérmicas son aquéllas en las que se produce una liberación global de energía; necesitan un pequeño aporte de energía para su activación. Se produce liberación de luz y calor.

REACCIONES ENDOTÉRMICAS.- las reacciones endotérmicas son aquéllas en las que se produce una pequeña liberación de energía, pero necesitan un gran aporte de energía para su activación. Se produce absorción de calor.

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REACCIONES QUÍMICAS

REACCIONES DE OXIDACIÓN Y REDUCCIÓN.- la oxidación es la combinación de una sustancia con el oxígeno, produciéndose una ganancia de oxígeno en la sustancia; la reducción, por el contrario es la disminución del contenido del oxígeno en una sustancia. Toda oxidación es una reacción exotérmica.

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TIPOS DE COMBUSTIÓN:

COMBUSTIÓN COMPLETA.- se da cuando el suministro de oxígeno es abundante, desprendiéndose CO2 y H2O.

COMBUSTIÓN INCOMPLETA.- se da cuando hay escasez de oxígeno. Se producen CO y H2O. El monóxido de carbono producido en una combustión incompleta es un agente reductor; la presencia de monóxido de carbono en la zona del incendio de lugar a una atmósfera reductora que necesita oxígeno de cualquier forma.

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TIPOS DE COMBUSTIÓN:

• COMBUSTIÓN LENTA.- se produce sin emisión de luz y poca emisión de calor. Ejemplo la oxidación del hierro.

• COMBUSTIÓN RÁPIDA.- es la que se produce con fuerte emisión de luz y calor con llamas.

• COMBUSTIÓN INSTANTÁNEA (EXPLOSIONES).- la más típica es la explosión (DEFLAGRACIONES Y DETONACIONES)

• COMBUSTIÓN ESPONTÁNEA.- es la que se produce como resultado de reacciones químicas de distintas materias orgánicas (fermentaciones de heno, turba)

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COMBUSTIBLE.- decimos que un cuerpo es combustible si es apto para reaccionar químicamente y producir una combustión (fuego).

Hay tres clases de combustibles:

SÓLIDOSLÍQUIDOS

GASEOSOS

TIPOS DE COMBUSTIBLE:

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SÓLIDOS.- carbón , madera, paja, etc. Los combustibles sólidos tienen tamaño y forma definida, y cuanto mayor sea su superficie con relación a una masa determinada, más rápido será el calentamiento del material y el incremento de la velocidad de pirolisis. La posición física resulta también importante para el desarrollo del incendio.

Si el combustible se encuentra en posición vertical, la propagación del incendio será más rápida que si estuviera horizontal.

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LÍQUIDOS. Gasolina, keroseno, aceites, etc. Los combustibles líquidos asumirán la forma del recipiente que los contenga, por lo que en caso de derrame, asumirán la forma del suelo, fluirán y se acumularán en las áreas bajas.

La solubilidad y la volatilidad, son también dos características que influyen a la hora de combatir los incendios donde estén presentes líquidos inflamables.

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GASEOSOS. Butano, propano, gas natural, etc. Los gases tienen la tendencia de asumir la forma del recipiente que los contiene, ocupando todo el espacio disponible.

Si la densidad de vapor de un gas es tal que es menos densa que el aire este gas se elevará y tenderá a dispersarse. Si el gas o el vapor son más pesados que el aire, tendrán la tendencia de buscar el suelo y viajar dirigido por el viento y el terreno.

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CO

MB

UST

IBLE

CO

MB

UR

ENTE

COMBUSTIBLE

REACCIÓN ENREACCIÓN ENCADENACADENA

REACCIÓN ENREACCIÓN ENCADENACADENA

COMBURENTE

CALOR

CALOR

TRIÁNGULO Y TETRAEDRO DEL FUEGO

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VELOCIDAD DE REACCIÓN

DEPENDIENDO DE LA VELOCIDAD DE LA REACCIÓN QUÍMICA DE OXIDACIÓN QUE ES EL FUEGO, TENDRÁ DISTINTAS DEFINICIONES;DE MENOR A MAYOR VELOCIDAD DE REACCIÓN SERÁN:

•OXIDACIÓN (muy lentas)

•COMBUSTIÓN (lentas)

•DEFLAGRACIÓN (rápidas)

•DETONACIÓN (muy rápidas)

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• LENTAS: Sin emisión de luz y poca emisión de calor. (Combustión Latente)

• RÁPIDAS: Fuerte emisión de luz y calor, con llamas.• MUY RÁPIDAS: Si la velocidad de propagación del

frente de llamas es inferior a la velocidad del sonido se trata de DEFLAGRACIÓN, si es superior se produce una DETONACIÓN.

(Las reacciones muy rápidas o instantáneas son EXPLOSIONES)

VELOCIDAD DE REACCIÓN

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Es importante que sepamos como actúa el calor y como se transmite, dado que es la causa predominante de los incendios, y de la propagación de los mismos.

La Ley del Flujo del Calor específica que el calor tiene la tendencia de fluir desde una sustancia caliente a una sustancia fría. El más frío de los dos cuerpos absorberá calor hasta que ambos objetos estén a la misma temperatura.

El fuego puede extenderse o transmitirse por cualquiera de los siguientes métodos:

TRANSMISIÓN DEL CALOR

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CONDUCCIÓN. El calor puede ser conducido de un cuerpo a otro por contacto directo de dos cuerpos o a través de un medio conductor. La cantidad de calor que será transmitida y su rango de transferencia dependerán de la conductividad del material a través del cual el calor esté pasando (los metales son buenos conductores, y los materiales fibrosos, líquidos, gases, aires, etc. son malos conductores).


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CONVECCIÓN. La convección es el proceso de transmisión del calor por el aire en movimiento. El aire caliente en una edificación se expandirá y elevará. Aunque las corrientes de aire pueden llevar el calor en cualquier dirección. La propagación del incendio por pasillos, escaleras, huecos de ascensores, entre paredes etc. son principalmente causadas por la convección de corrientes calientes.

AIRE FRIO

AIRE CALIENTE


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RADIACIÓN. Es el proceso de transmisión de calor de un cuerpo a otro a través de un espacio, dicha transmisión se realiza por rayos de calor.El calor radiado, no es absorbido por el aire, por los tanto viajará en el espacio hasta encontrar un cuerpo opaco. El calor por radiación es una de las mayores fuentes de proporción de incendios, por lo que habrá que comprobar aquellos puntos donde la exposición es severa.


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CONTACTO DIRECTO CON LA LLAMA. El calor también es transmitido por contacto directo de la llama. Cuando una sustancia es calentada hasta el punto en que puede emitir vapores inflamables, estos vapores pueden entrar en combustión. Esta sustancia ardiendo, hará que ardan las de su alrededor y así sucesivamente.

CLASIFICACIÓN DE LOS FUEGOS

Aunque los fuegos se pueden clasificar de varias maneras, atendiendo a su tamaño, según donde se desarrollen, etc. Aquí vamos a incidir en la clasificación en función de la naturaleza del combustible. Atendiendo al comportamiento ante el fuego de los diversos materiales combustibles, internacionalmente se ha acordado agruparlos para definir las siguientes clases de fuegos:

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Fuegos de clase A .- Son los producidos o generados por combustibles sólidos, tales como madera, carbón, tejido, y en general materiales carbonáceos. Arden en su interior formando brasas.


Fuegos de clase B .- Son los producidos o generados por combustibles líquidos, como gasolinas, gasóleos, aceites, etc, o aquellos sólidos que a la temperatura de ignición son líquidos, como asfaltos, parafinas, etc.Solamente arden en su superficie, que es donde se producen los vapores que están en contacto con el aire.


Fuegos de clase C .- Son los producidos o generados por sustancias gaseosas, tales como propano, butano, gas natural, etc.


Fuegos de clase D .- Son los producidos o generados por combustibles metálicos, como magnesio, uranio, aluminio en polvo, etc. Los incendios producidos por este tipo de combustible son altamente peligrosos y muy complicada su extinción.


Fuegos de clase F .- Son aquellos producidos u originados por aceites y grasas inflamables, acumulado en las extracciones de cocinas industriales o comerciales. Muy especifico y requiere técnicas definidas.

FUEGOS CLASE

• CALOR

• LLAMAS

• HUMO

• GASES

• CALOR

• LLAMAS

• HUMO

• GASES

PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓN

HUMOS

• Blanco o Gris Pálido Arde libremente(Vegetales, forrajes, piensos...)• Negro o Gris OscuroFuego Caliente o falta de Oxígeno(Petróleos, cauchos, celulosas…)• Amarillo, Rojo, Violeta Presencia de Gases Tóxicos(Sustancias químicas)

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CALOR. Es una manifestación de la energía. Se caracteriza por la vibración de las moléculas, capaz de iniciar y mantener cambios químicos y de estado. Incrementa la temperatura favoreciendo el desarrollo del fuego.

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PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓNLLAMA. La llama es un gas incandescente. Es lo visible, el cuerpo luminoso de un gas en combustión. Arderán siempre con llama los combustibles gaseosos y los líquidos.En cuanto a los combustibles sólidos, arderán con llama aquellos que se produzcan por destilación seca (pirólisis) suficientes cuerpos volátiles (madera hulla, grasas,etc.) Como norma general, diremos que el fuego, en una atmósfera rica en oxígeno, está acompañado de una luminosidad denominada LLAMA, que se manifiesta como el factor destructivo de la combustión y raramente se separan.

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GASES. Son el producto de la combustión y pueden ser tóxicos. Los encontraremos en cualquier incendio producto de la reacción del oxígeno con los materiales hidrocarburados, y especialmente en atmósferas pobres en oxígeno.

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• MONÓXIDO DE CARBONO (CO) ....TOXICO• DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)........ASFIXIANTE• CIANURO DE HIDROGENO (HCN)..VENENOSO• ÁCIDO CLORHÍDRICO (HCl)..IRRITANTE/TÓXICO

• MONÓXIDO DE CARBONO: POR COMBUSTIÓN INCOMPLETA

• DIÓXIDO DE CARBONO: HABITUAL DE LA COMBUSTIÓN• CIANURO DE HIDROGENO: COMBUSTIÓN DE LANAS• ÁCIDO CLORHÍDRICO: COMBUSTIÓN DE MATERIALES

PLÁSTICOS COMO EL PVC.

PELIGROSIDAD DE LOS GASESDE LA COMBUSTIÓN

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• MONÓXIDO DE CARBONO (CO). Es un gas menos denso que el aire, incoloro, no irritante, por lo que nuestro organismo no lo detecta. Actúa sobre sistema nervioso central, cerebro, etc.) por lo que produce lesiones irreversibles. Se confunde la intoxicación con problemas intestinales.

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• CIANURO DE HIDROGENO (HCN). Son el resultado de la descomposición por el fuego de materias como plásticos, lanas, sedas, algodones, etc. Es un gas menos denso que el aire, incoloro y con olor a almendras amargas. También se absorbe a través de la piel.

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ETAPAS DEL FUEGOETAPAS DEL FUEGO

DESARROLLO DEL FUEGO COMBUSTIBLESÓLIDO

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DESARROLLO DEL FUEGO COMBUSTIBLELÍQUIDO Y GASES

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CALOR COMBURENTE

COMBUSTIBLE

ENFRIAMIENTO SOFOCACIÓN (Eliminación del Aire)

ELIMINACIÓN DEL COMBUSTIBLE INHIBICIÓN de la Reacción en Cadena

MECANISMOS DE EXTINCIÓN

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EXTINCIÓN POR ELIMINACIÓN DEL COMBUSTIBLE

Dilución o desalimentación, retirando total o parcialmente el combustible, para evitar el contacto con el fuego o llamas.

Indicado para incendios forestales e incendios con fuga de gases.

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EXTINCIÓN POR ENFRIAMIENTO

Disminuyendo la cantidad de calor por debajo de la temperatura de incendio.

AGENTES EXTINTORES:•1º EL AGUA (Liquido a Vapor 540 calorías / gra. de agua)•2º DIÓXIDO DE CARBONO (C02) HALONES•3º POLVO ANTIBRASAS (en menos medida)•4º LA VENTILACIÓN (elimina calor y humos)

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EXTINCIÓN POR SOFOCACIÓN

Actúa sobre el Oxígeno (COMBURENTE) eliminándolo o diluyendo su concentración.

AGENTES EXTINTORES :•1º DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)•2º VAPOR DE AGUA•3º LAS ESPUMA FÍSICAS (AÍSLAN EL COMBUSTIBLE)

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EXTINCIÓN POR INHIBICIÓN DE LA REACCIÓN EN CADENA

Actúa en el combustible, impidiendo la transmisión del calor de unas partículas a otras. (Catalizadores)

AGENTES EXTINTORES:•POLVO QUIMICO SECO•HALONES

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