seguridad contra incendios - enciclopedia de salud y riesgos en el trabajo

ENCICLOPEDIA DE SALUD Y SEGURIDAD EN EL TRABAJO 41.1 SUMARIO 41.1

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INCENDIOS RIESGOS GENERALES

Director del captuloCasey C. Grant 41

Sumario

Conceptos bsicosDougal Drysdale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.2

Fuentes de peligro de incendioTams Bnky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.8

Medidas de prevencin contra incendiosPeter F. Johnson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.15

Medidas de proteccin pasiva contra incendiosYngve Anderberg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.19

Medidas activas de proteccin contra incendiosGary Taylor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.23

Organizacin de la lucha contra incendiosS. Dheri. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.26

SUMARIO

CONCEPTOS BASICOSCONCEPTOS BASICOS

Dougal Drysdale

La qumica y la fsica del fuegoUn incendio es la manifestacin de una combustin incontrolada.En ella intervienen materiales combustibles que forman parte delos edificios en que vivimos, trabajamos y jugamos o una ampliagama de gases, lquidos y slidos que se utilizan en la industria yel comercio. Estos materiales, normalmente constituidos porcarbono, se agruparn en el contexto de este estudio bajo ladenominacin de sustancias combustibles. Aunque estas sustan-cias presentan una gran variedad en cuanto a su estado qumico yfsico, cuando intervienen en un incendio responden a caracters-ticas comunes, si bien se diferencian en la facilidad con que seinicia ste (ignicin), la velocidad con que se desarrolla (propaga-cin de la llama) y la intensidad del mismo (velocidad de libera-cin de calor). A medida que profundizamos en la ciencia de losincendios, cada vez es posible cuantificar y predecir con mayorexactitud el comportamiento de un incendio, lo que nos permiteaplicar nuestros conocimientos a la prevencin de los incendiosen general. El objetivo de esta seccin es revisar algunos princi-pios fundamentales y contribuir a la comprensin del desarrollode los incendios.

Conceptos bsicosEstamos rodeados de materiales combustibles que, en determi-nadas condiciones, pueden entrar en combustin si se les aplicauna fuente de ignicin capaz de iniciar una reaccin en cadena.En el marco de este proceso, la sustancia combustible reaccionacon el oxgeno del aire liberando energa (calor) y generandoproductos de combustin, algunos de los cuales pueden sertxicos. Es necesario comprender con claridad los mecanismos deignicin y combustin.

Normalmente, la mayora de los incendios se producen enmateriales slidos (p. ej. madera o sus derivados y polmeros sint-ticos), pero tambin, en menor medida, en combustibles lquidosy gaseosos. Antes de estudiar algunos conceptos bsicos, es conve-niente revisar brevemente la combustin de gases y lquidos.

Llamas de difusin y de premezcladoUn gas inflamable (p. ej., el propano, C3H8) puede entrar encombustin de dos formas diferentes. Una corriente o chorro degas de una tubera (un simple mechero Bunsen con la entrada deaire cerrada) puede entrar en ignicin y arder como llama dedifusin , producindose la combustin en aquellas zonas en queel combustible gaseoso y el aire se mezclan mediante un procesode difusin. Este tipo de llama presenta una luminosidad amarillacaracterstica que indica la presencia de partculas diminutas deholln formadas como resultado de una combustin incompleta.Algunas de esas partculas arden en la llama, pero otras emergenpor la punta de la misma para formar el humo.

Otra forma de combustin tiene lugar cuando el gas y el airese mezclan antes de la ignicin y se produce una combustin depremezclado, siempre que el rango de concentracin de lamezcla de gas y aire se encuentre entre los lmites de inflamabi-lidad inferior y superior (vase la Tabla 41.1). Fuera de dichoslmites la mezcla no resulta inflamable (recuerde que cuando seabre la entrada de aire de un mechero Bunsen, en la boca seestabiliza una llama de premezclado). Cuando una mezcla esinflamable, la ignicin puede provocarse aplicando una fuentede ignicin de pequeas dimensiones (chispa elctrica). Lamezcla de tipo estequiomtrico es la que arde con mayor faci-lidad, pues la proporcin de oxgeno presente es la adecuadapara quemar toda la sustancia combustible y transformarla en

dixido de carbono y agua (vase la ecuacin siguiente, quedemuestra que, aunque el nitrgeno est presente en la mismaproporcin que en el aire, no participa en la reaccin). En estareaccin el material de combustin es el propano (C3H8):

C3H8 + 5O2 + 18,8N2 = 3CO2 + 4H2O + 18,8N2En este caso, para que arda una mezcla estequiomtrica de

propano y aire basta una simple descarga elctrica de 0,3 mJ, esdecir, una chispa esttica casi imperceptible como la que puedeprovocar una persona al caminar por una alfombra sinttica ytocar un objeto conectado a tierra. Para determinados gasesreactivos como el hidrgeno, etileno o etino, bastaran canti-dades an menores de energa. En una atmsfera de oxgenopuro (como en la reaccin anterior, pero sin nitrgeno comodiluyente) la energa necesaria sera incluso menor.

La llama de difusin asociada a un flujo de combustiblegaseoso ilustra la forma de combustin que se observa cuandoun combustible lquido o slido arde con llama. Pero, en estecaso, la llama se alimenta de los vapores de la sustancia combus-tible generados en la superficie de la fase condensada. La velo-cidad de suministro de estos vapores depende de su velocidad decombustin en la llama de difusin. La energa se transfiere de lallama a la superficie, generando as la energa necesaria paraproducir los vapores. En los combustibles lquidos se trata de unsimple proceso de evaporacin, pero en los slidos debe existiruna cantidad suficiente de energa para lograr la descomposi-cin qumica del combustible y romper las grandes molculas depolmero en fragmentos ms pequeos capaces de evaporarse yescapar de la superficie. Esta reaccin trmica es indispensablepara mantener el flujo de vapores y, con ello, la llama de difu-sin (Figura 41.1). Las llamas pueden extinguirse actuando sobreeste proceso de diferentes formas (vase ms adelante).

Transferencia de calorLa comprensin del proceso de transferencia del calor (o energa)es clave para estudiar el comportamiento y los procesos de losincendios, por lo que merece un anlisis detenido. Hay muchostextos de consulta excelentes (Welty, Wilson y Wicks 1976;DiNenno 1988), pero para estos fines nos bastar estudiar losmecanismos de conduccin, conveccin y radiacin. Las ecua-ciones bsicas para la transferencia de calor en estado estacio-nario (&"q ) son:

Conduccin: ( )&"q kl

T T= 1 2 kW/m2

Conveccin: ( )&"q h T T= 1 2 kW/m2Radiacin: ( )&"q T T= 14 24 kW/m2

41.2 CONCEPTOS BASICOS ENCICLOPEDIA DE SALUD Y SEGURIDAD EN EL TRABAJO

RIESGOS GENERALES

Lmite inferior deinflamabilidad(% volumen)

Lmite superior deinflamabilidad(% volumen)

Monxido de carbono 12,5 74Metano 5,0 15Propano 2,1 9,5n-Hexano 1,2 7,4n-Decano 0,75 5,6Metanol 6,7 36Etanol 3,3 19Acetona 2,6 13Benceno 1,3 7,9

Tabla 41.1 Lmites inferior y superior de inflamabilidaden el aire.

La conduccin es fundamental en la transferencia de calor atravs de slidos (siendo k una propiedad del material conocidacomo conductividad trmica (kW/mK ) y l la distancia (m) a lolargo de la cual la temperatura desciende de T1 a T2 (en gradosKelvin). La conveccin en este contexto es la transferencia decalor de un fluido (en este caso, aire, llamas o productos decombustin) a una superficie (slida o lquida), siendo h el coefi-ciente de transferencia de calor por conveccin (kW/m2K), quedepende de la configuracin de la superficie y de la naturalezadel flujo que pasa por ella. La radiacin es similar a la luz visible(pero con una longitud de onda mayor) y no necesita un mediode propagacin (puede ser el vaco), siendo la emisividad(eficiencia de radiacin de una superficie) y la constante deStefan-Boltzman (56,7 10-12 kW/m2K4). La radiacin trmicaviaja a la velocidad de la luz (3 x 108 m/s) y cualquier objetoslido que se interponga en su camino proyectar una sombra.

Velocidad de combustin y velocidad de liberacin de calorEn la transferencia de calor desde la llama a la superficie de lassustancias combustibles condensadas (lquidas y slidas) secombinan la conveccin y la radiacin, aunque esta ltima es laque domina cuando el dimetro efectivo del incendio supera 1 m.La velocidad de combustin [ &m (g/s)] puede expresarse mediantela frmula siguiente:

&& &" "

mQ Q

LAF L

vcombustible=

g/s

&"Q F es el flujo de calor desde la llama a la superficie (kW/m2); &"Q F

es la prdida de calor de la superficie (p. ej., por radiacin o porconduccin a travs del slido) expresada como flujo (kW/m2);Acombustible es el rea superficial del combustible (m2) y Lv el calorde gasificacin (equivalente al calor latente de evaporacin de un

lquido) (kJ/g). Cuando se produce un incendio en un espaciocerrado, los gases calientes que emergen del mismo (impulsadospor la flotabilidad) se quedan debajo del techo, calentando lassuperficies superiores del recinto. La capa de humo resultante ylas superficies calientes irradian calor hacia la parte inferior delrecinto, especialmente hacia la superficie de combustible, yaumentan as la velocidad de combustin:

&& & &" " "

mQ Q Q

LAF ext L

vcombustible=

+ g/s

siendo &"Q ext el calor adicional suministrado por radiacin desde laparte superior del recinto (kW/m2). Esta reaccin adicionalprovoca un aumento considerable de la velocidad de combustin,as como un fenmeno de descarga en los recintos cerrados enque existe un suministro adecuado de aire y una cantidad sufi-ciente de combustible para mantener el incendio (Drysdale 1985).

La velocidad de combustin est moderada por la magnituddel valor de Lv, calor de gasificacin, que tiende a ser bajo en loslquidos y relativamente alto en los slidos, es decir, los slidostienden a arder mucho ms despacio que los lquidos.

Parece que el parmetro que ms influye en el comporta-miento de combustin de un material (o de un conjunto demateriales) es la velocidad de liberacin de calor (RHR), queest ligada a la velocidad de combustin con arreglo a la ecua-cin siguiente:

RHR = &m Hc kW

siendo Hc el calor efectivo de combustin de la sustanciacombustible (kJ/g). Actualmente disponemos de nuevas tcnicaspara determinar el RHR de diferentes flujos de calor (p. ej., elCalormetro de Cono) y medir el RHR de objetos voluminosos,como muebles tapizados y revestimientos de paredes, con calor-metros de gran capacidad basados en los valores de consumo deoxgeno para determinar la velocidad de liberacin del calor(Babrauskas y Grayson, 1992).

No hay que olvidar que, a medida que aumentan las propor-ciones de un incendio, no slo se incrementa la velocidad deliberacin de calor, sino tambin la velocidad de aparicin de losproductos de combustin, que contienen sustancias txicas yhumo formado por partculas, cuyo volumen aumentar amedida que disminuye la ventilacin en el recinto cerrado.

IgnicinLa ignicin de un lquido o de un slido requiere el aumento desu temperatura superficial hasta que se desprenden vapores a unavelocidad suficiente para, una vez iniciada la ignicin de estos,mantener la llama. Los combustibles lquidos pueden clasificarsesegn su punto de inflamacin o temperatura mnima a la quepuede existir un vapor o una mezcla de aire inflamable en lasuperficie (es decir, la presin del vapor corresponde al lmiteinferior de inflamabilidad). En la Tabla 41.2 se incluyen algunosejemplos tpicos de estas temperaturas, que pueden determinarsecon un aparato estndar. Para producir un flujo de vapores capazde mantener una llama de difusin es necesaria una temperaturaligeramente superior, conocida como punto de ignicin. Estosconceptos se aplican asimismo a los slidos combustibles, aunqueen stos las temperaturas son ms altas debido a las exigencias dela descomposicin qumica. El punto de ignicin se encuentranormalmente por encima de 300 C dependiendo del combus-tible. Por lo general, los materiales ignfugos presentan puntos deignicin bastante ms altos (vase la Tabla 41.2).

La facilidad de ignicin de un material slido depende, portanto, de la facilidad con que se eleva su temperatura superficialhasta alcanzar el punto de ignicin, por ejemplo, mediante laexposicin a un calor radiante o a un flujo caliente de gases. Este

ENCICLOPEDIA DE SALUD Y SEGURIDAD EN EL TRABAJO 41.3 CONCEPTOS BASICOS 41.3

RIESGOS GENERALES

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Figura 41.1 Representacin esquemtica de unasuperficie en ignicin y de los procesos detransferencia de calor y masa en la misma.

proceso depende menos de las caractersticas de la descomposi-cin qumica que del espesor y las propiedades fsicas del slido,como su conductividad trmica (k), densidad () y capacidadcalorfica (c). Los slidos de espesores finos, como las virutas demadera, arden con gran facilidad porque tienen una masatrmica baja, es decir, se necesita una cantidad relativamentereducida de calor para aumentar su temperatura hasta el puntode ignicin. En cambio, cuando se aplica calor a la superficie deun slido de gran espesor, parte del calor pasa de la superficie alinterior, lo que reduce el aumento de la temperatura en susuperficie. Puede demostrarse tericamente que la velocidad deaumento de la temperatura en la superficie viene determinadapor la inercia trmica del material, es decir, el valor kc delproducto. La prctica nos lo confirma, pues los materialesgruesos con una inercia trmica alta (p. ej., madera de roble,poliuretano slido) necesitan un tiempo prolongado paraentrar en ignicin cuando se les aplica un flujo de calor determi-nado, mientras que, en idnticas condiciones, los mate-riales gruesos con una inercia trmica baja (p. ej., tableros defibra aislante, espuma de poliuretano) arden muy rpidamente(Drysdale 1985).

Fuentes de ignicinEn la Figura 41.2 (Ignicin dirigida) se muestra de forma esque-mtica el proceso de ignicin. Para que ste tenga lugar, la fuentede ignicin no slo debe ser capaz de elevar la temperatura de lasuperficie hasta el punto de ignicin o por encima del mismo,sino tambin de conseguir que los vapores entren en combustin.La aplicacin de una llama produce ambas cosas, pero un flujode radiacin desde una fuente remota provoca la aparicin devapores a una temperatura superior al punto de ignicin sin quelleguen a arder. Ahora bien, si los vapores formados estn sufi-cientemente calientes (lo que supone que la temperatura desuperficie sea muy superior al punto de ignicin) pueden entraren ignicin de forma espontnea al mezclarse con el aire. Esteproceso se denomina ignicin espontnea.

Existe gran nmero de fuentes de ignicin, que slo tienen encomn el hecho de ser resultado de alguna forma de descuido uomisin. En una lista tpica podran incluirse, por ejemplo,llamas desnudas, objetos del fumador, calentamiento por

friccin o equipos elctricos (calentadores, planchas, hornillos,etc.) (vase la Tabla 41.3). Cabe mencionar a este respecto elexcelente estudio de Cote (1991).

Hay que tener en cuenta que los cigarrillos que arden sinllama no pueden provocar directamente una combustin conllama (ni siquiera en los combustibles gaseosos habituales), peros una combustin sin llama en materiales propensos a este tipode combustin, que se carbonizan al calentarlos. En la combus-tin sin llama se oxida la superficie carbonizada, generandolocalmente el calor suficiente para producir una nueva carboni-zacin del combustible adyacente an sin quemar. Se trata de unproceso muy lento que, en algunos casos, puede llegar aproducir llamas y provocar un incendio que se propagar a granvelocidad.

En los materiales propensos a la combustin sin llamapuede darse tambin un fenmeno de autocalentamiento(Bowes 1984), que se produce cuando se guardan grandes canti-dades de material, de forma que el calor generado por la lentaoxidacin superficial no puede escapar y da lugar a un aumento


RIESGOS GENERALES

Punto de inflamacinen vaso cerrado1(C)

Punto deignicin2 (C)

Gasolina (100 Octanos) (l) 38

n-Decano (l) 46 61,5

n-Dodecano (l) 74 103

Polimetilmetacrilato (s) 310

Polimetilmetacrilato FR (s) 377

Polipropileno (s) 330

Polipropileno FR (s) 397

Poliestireno (s) 367

Poliestireno FR (s) 445

l = lquido; s = slido.1Con aparato Pensky-Martens en vaso cerrado.2Lquidos: con aparato Cleveland en vaso abierto. Slidos: Drysdale y Thomson (1994) (los resultadosde las sustancias ignfugas se refieren a un flujo de calor de 37 kW/m2).

Tabla 41.2 Puntos de inflamacin y de ignicin decombustibles lquidos y slidos.

Figura 41.2 Representacin de una ignicin dirigida.

de la temperatura dentro de la masa. En determinadas condi-ciones se inicia un proceso incontrolado que puede conducir auna reaccin de combustin sin llama en el interior del material.

Propagacin de la llamaUn factor bsico del aumento de dimensiones de un incendio esla velocidad de propagacin de una llama por las superficiescombustibles adyacentes. La propagacin de la llama puederepresentarse como un frente de avance de la ignicin en dondeel extremo frontal de la llama acta como fuente de ignicin delcombustible que todava no est ardiendo. La velocidad depropagacin viene determinada, por un lado, por las propiedadesdel material, de las que depende la facilidad de ignicin y, porotro, por la interaccin entre la llama existente y la superficie deavance del frente. La propagacin vertical en sentido ascendentees la ms rpida, pues la flotabilidad garantiza que las llamas sedesplacen hacia arriba, y as la superficie superior al rea decombustin queda expuesta a la transferencia directa del calor delas llamas. Comprese esta situacin con la propagacin en unasuperficie horizontal, en que las llamas del rea de combustin seelevan verticalmente, lejos de la superficie. Realmente, la expe-riencia demuestra que la propagacin vertical es la ms peligrosa(p. ej., propagacin de llamas en cortinas y sbanas o en ropassueltas como camisones).

La velocidad de propagacin tambin depende del flujo decalor radiante aplicado. El volumen de un incendio en el interiorde una habitacin crecer con mayor rapidez al aumentar elnivel de radiacin generado a medida que se extiende elincendio, lo que contribuir a acelerar su propagacin.

Teora de la extincin de incendiosLa extincin y supresin de los incendios puede estudiarse a laluz de la exposicin anterior sobre la teora de los incendios. Losprocesos de combustin de fase gaseosa (p. ej., reacciones dellama) son muy sensibles a los inhibidores qumicos. Algunas delas sustancias ignfugas empleadas para mejorar el comporta-miento ante el fuego de los materiales se basan en el hecho deque la liberacin de pequeas cantidades de un inhibidor entrelos vapores del combustible impiden el mantenimiento de lallama. La presencia de una sustancia ignfuga no convierte unmaterial combustible en incombustible, pero dificulta su ignicine incluso puede llegar a impedirla totalmente si la fuente de igni-cin es pequea. En cambio, en un incendio ya activo, acabarardiendo, pues el elevado flujo de calor anula el efecto ignfugo.

Un incendio puede extinguirse de diferentes formas:

1. cortando el suministro de vapores combustibles;2. apagando la llama con extintores qumicos (inhibicin);3. cortando el suministro de aire (oxgeno) del incendio (sofoca-

cin),4. insuflando aire.

Control del flujo de vapores combustiblesEl primer mtodo, cortar el suministro de vapores combustibles,es claramente aplicable a los casos de incendio de chorros de gasen que el suministro de combustible puede cortarse fcilmente,pero tambin es el mtodo ms comn y seguro para extinguirincendios de combustibles condensados. En los incendios conmateriales slidos, es necesario enfriar la superficie del materialcombustible por debajo de la temperatura de ignicin parareducir el flujo de vapores hasta que ya no pueda mantenerse lallama. La forma ms eficaz de conseguirlo es aplicar agua, deforma manual o mediante un sistema automtico (rociadores,pulverizadores, etc.). Por lo general, los incendios de materialeslquidos no pueden tratarse de esta forma: no es posible enfriarsuficientemente los combustibles lquidos con bajas temperaturasde ignicin y, en el caso de combustibles con altas temperaturasde ignicin, al entrar en contacto la fuerte evaporacin de aguacon la superficie caliente del lquido, el combustible en ignicinpuede resultar expulsado fuera del depsito, lo que tendra conse-cuencias muy graves para el personal encargado de la extincindel incendio (existen, sin embargo, casos muy especiales en losque se ha diseado un sistema automtico de evaporacin deagua a alta presin para este tipo de incendios).

Los incendios de materiales lquidos se extinguen normal-mente utilizando espumas contra incendios (Cote, 1991). Seintroduce un concentrado de espuma en un chorro de agua y, acontinuacin, se aplica al incendio a travs de una boquilla espe-cial que permite la entrada de aire en el flujo. Se produce asuna espuma que flota sobre el lquido y reduce la velocidad degeneracin de los vapores combustibles mediante un efecto debloqueo al tiempo que protege la superficie de la transferenciade calor de las llamas. La espuma se aplica con cuidado paraque vaya formando una masa flotante, que aumenta poco apoco de tamao hasta que cubre toda la superficie del lquido.Por otro lado, el tamao de las llamas se va reduciendo a medidaque crece la masa flotante y, al mismo tiempo, la espuma se vadescomponiendo y liberando agua que contribuye a enfriar lasuperficie. Con este complejo mecanismo se consigue finalmentecontrolar el flujo de vapores.

De los distintos concentrados de espuma disponibles en elmercado es importante elegir uno compatible con los lquidosque se pretende proteger. Las primeras espumas de protenasse desarrollaron para incendios de hidrocarburos lquidos; sudesventaja es que se deshacen rpidamente cuando entran encontacto con combustibles lquidos solubles en agua. Actual-mente, se dispone de espumas sintticas para tratar toda lagama posible de incendios con materiales lquidos. Una de ellas,la espuma formadora de pelcula acuosa (AFFF), es una espumauniversal que crea una pelcula de agua sobre la superficie delcombustible lquido, lo que aumenta su efectividad.

Apagar la llamaEste mtodo consiste en utilizar supresores qumicos para extin-guir la llama. En las reacciones que se producen en la llama inter-vienen radicales libres de alta reactividad y existencia efmerapero que se regeneran continuamente a travs de un proceso deramificacin de cadenas que conserva una concentracin sufi-cientemente alta para alimentar la reaccin global (p. ej., unareaccin del tipo R1) a alta velocidad. Los supresores qumicos


RIESGOS GENERALES

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Ejemplos

Equipos elctricos Calentadores elctricos, secadores de pelo,mantas elctricas, etc.

Fuentes de llama abierta Cerilla, mechero, equipos de soldadura, etc.

Equipos con combustible gaseoso Estufa de gas, calefactor, hornillo, etc.

Otros equipos con combustible Estufa de lea, etc.

Material de fumador Cigarrillo, pipa, etc.

Objetos calientes Tubos calientes, chispas mecnicas, etc.

Exposicin al calor Fuego prximo, etc.

Calentamiento espontneo Trapos impregnados en aceite de linaza,pila de carbn, etc.

Reaccin qumica Poco frecuente: p. ej., permanganatopotsico con glicerol

Tabla 41.3 Fuentes de ignicin.

aplicados en cantidad suficiente provocan una fuerte reduccinde la concentracin de radicales y extinguen de forma eficaz lasllamas. Los agentes ms comunes de este tipo son los halones ylos polvos secos.

Los halones reaccionan en la llama generando unas sustanciasintermedias que a su vez reaccionan fcilmente con los radicalesde la llama. Se necesitan cantidades relativamente pequeas dehalones para extinguir un incendio, por lo que siempre se les haconsiderado muy adecuados. Las concentraciones de extincinson respirables (aunque los productos generados al pasar atravs de la llama son nocivos). Los polvos secos actan de formasimilar, pero en determinadas circunstancias resultan muchoms efectivos. Las partculas finas se dispersan en la llama yanulan las cadenas de radicales. Es importante que las partculassean pequeas y numerosas. Los fabricantes de muchas marcascomerciales de polvos secos eligen para ello un polvo decrepi-tante, cuyas partculas, al ser expuestas a las altas temperaturasde la llama, se fragmentan a su vez en partculas ms pequeas.

Cuando empiezan a arder las ropas de una persona, el mejormtodo para controlar las llamas y brindarle proteccin es unextintor de polvo seco. Una intervencin rpida permite unarpida extincin, minimizando los daos. Ahora bien, el fuegodebe extinguirse por completo, pues las partculas caen rpida-mente al suelo y cualquier llama residual puede reavivarlo. Deforma similar, los halones slo son efectivos en tanto se mantienela concentracin local necesaria. As, cuando se aplica fuera deun recinto cerrado, el vapor de haln se dispersa rpidamente yel incendio se reaviva de nuevo si queda alguna llama residual.Igualmente, la prdida del supresor produce la reignicin delmaterial combustible si las temperaturas de la superficie son sufi-cientemente altas. Ni los halones ni los polvos secos llegan aenfriar de forma efectiva la superficie del combustible.

Cortar el suministro de aireLa descripcin que sigue representa una simplificacin excesivadel proceso. Aunque al suprimir el suministro de aire lgica-mente se extingue el incendio, en realidad slo es necesarioreducir la concentracin de oxgeno por debajo de un nivelcrtico. El ensayo del ndice de oxgeno permite clasificar losmateriales combustibles en funcin de la concentracin mnimade oxgeno necesaria para mantener una llama en una mezcla deoxgeno/nitrgeno. Muchos materiales arden a temperaturaambiente (20 C aprox.) a partir de concentraciones de oxgenodel 14 % aproximadamente y en ausencia de fuentes de calor. Laconcentracin crtica disminuye a medida que aumenta la tempe-ratura. As, en un incendio que lleve ardiendo cierto tiempo, lallama se mantendr an en concentraciones bajas, prximas al7 %. Un incendio en una habitacin puede ser controlado eincluso llegar a autoextinguirse si se limita el suministro deoxgeno manteniendo puertas y ventanas cerradas. Las llamas seapagarn, pero la combustin sin llama continuar con concen-traciones de oxgeno mucho ms bajas. Si se deja entrar aire alabrir una puerta o romper una ventana antes de que la habita-cin se haya enfriado lo suficiente, puede producirse un fuertereavivamiento del incendio conocido.

La supresin del aire es difcil de conseguir. Sin embargo,una atmsfera puede inertizarse mediante inundacintotal con un gas que no favorezca la combustin, como nitr-geno, dixido de carbono o gases de un proceso de combustin(p. ej., motores de un barco), bajos en oxgeno y altos en dixidode carbono. Esta tcnica slo puede utilizarse en espacioscerrados, dado que es necesario mantener la concentracin delgas inerte hasta que se haya extinguido el incendio o hastaque puedan iniciarse las operaciones de extincin del mismo. Lainundacin total se aplica especialmente en las bodegas de

buques y en las bibliotecas de libros antiguos. Las concentra-ciones mnimas necesarias de gas inerte que se ofrecen en laTabla 41.4 estn basadas en el supuesto de que el incendio sedetecta en su fase inicial y la inundacin se realiza antes de quese haya acumulado un calor excesivo en el recinto.

La supresin del aire puede conseguirse en las proximi-dades de un incendio de pequeas dimensiones aplicando local-mente un supresor con un extintor. El dixido de carbono es elnico gas de este tipo utilizado. Sin embargo, dado que sedispersa rpidamente, es fundamental extinguir bien todas lasllamas durante la operacin, pues de lo contrario el incendio sereavivar. En la reignicin influye tambin el hecho de que eldixido de carbono tiene un efecto de enfriamiento prctica-mente nulo. Merece la pena sealar que una fina pulverizacinde agua sobre la llama puede producir su extincin mediante elefecto combinado de la evaporacin de las pequeas gotas (queenfran la zona de combustin) y la reduccin de la concentra-cin de oxgeno al diluirse con el vapor de agua (que acta de lamisma forma que el dixido de carbono). Entre los posiblessustitutos de los halones se encuentran los pulverizadores finosde agua y los nebulizadores.

Cabe resear que no resulta aconsejable extinguir una llamade gas salvo que inmediatamente despus pueda cortarse el flujodel mismo. De lo contrario, se formara un volumen importantede gas inflamable que podra entrar en ignicin y producirgraves daos.

Insuflar aireIncluimos este mtodo en la presente enumeracin paracompletar el estudio. Una llama de una cerilla puede apagarsefcilmente aumentando la velocidad del aire en la proximidad dela llama por encima de un valor crtico. El mecanismo funcionadesestabilizando la llama en las proximidades del materialcombustible. En principio, pueden controlarse incendios demayor volumen de esta misma forma, aunque normalmente serequieren cargas explosivas para generar velocidades suficiente-mente altas, como en los incendios en pozos de petrleo.

Por ltimo, es importante resaltar que la facilidad de extincinde un incendio disminuye rpidamente a medida que steprogresa. Por tanto, una deteccin precoz permite su extincincon cantidades mnimas de supresor y limita las prdidas. Alseleccionar un sistema de supresin hay que tener en cuenta lavelocidad potencial de desarrollo del incendio y los sistemas dedeteccin disponibles.

ExplosionesUna explosin se caracteriza por una liberacin repentina deenerga que produce una onda expansiva capaz de causar undao remoto. Existen dos tipos de fuentes: la alta explosin y laexplosin por presin. La primera fuente es tpica de compuestoscomo el trinitrotolueno (TNT) y la ciclotrimetilentrinitramina(RDX). Se trata de sustancias altamente exotrmicas que sedescomponen liberando grandes cantidades de energa. A pesarde que son trmicamente estables (algunos en menor medida, por


RIESGOS GENERALES

Agente Concentracin mnima (% volumen)

Haln 1301 8,0

Haln 1211 8,1

Nitrgeno 58

Dixido de carbono 35

Tabla 41.4 Comparacin de las concentraciones deinertizacin de diferentes gases.

lo que deben ser insensibilizados para poderlos manejar de formasegura), pueden llegar a detonar, descomponindose y propagn-dose a la velocidad del sonido a travs de los slidos. Si lacantidad de energa liberada es suficientemente alta, a partir de lafuente se propaga una onda expansiva de gran potencial dedestruccin a distancia.

Para valorar el dao remoto, puede estimarse la magnitud dela explosin en trminos de equivalente TNT (normal-mente en toneladas mtricas). Esta tcnica, basada en los muynumerosos datos recogidos sobre el potencial de destruccin delTNT (en gran parte en tiempo de guerra), se basa en leyes emp-ricas de escalado desarrolladas a partir de estudios del daoocasionado por cantidades conocidas de TNT. En tiempos depaz, los explosivos potentes se utilizan en actividades como laminera, las canteras y obras importantes de ingeniera civil. Suutilizacin representa un riesgo, por lo que requieren un manejoespecfico.

Sin embargo, la segunda fuente de explosin puede ser igual-mente devastadora, especialmente si se desconocen sus riesgos.Las sobrepresiones que dan lugar a explosiones pueden debersea procesos qumicos en instalaciones o simplemente a efectosfsicos, como cuando se calienta un recipiente externamentehasta que alcanza una sobrepresin. El trmino BLEVE(Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion explosin porvapor en expansin de un lquido hirviendo) tiene su origenaqu, en los problemas de las calderas de vapor. Actualmente,este trmino se emplea tambin cuando, en un depsito quecontiene un gas licuado a presin, como el LPG (gas de petrleolicuado), se produce un incendio, que libera el contenido infla-mable, y ste a su vez entra en combustin produciendo unabola de fuego.

En otros casos, la sobrepresin se debe a un proceso qumicointerno. En las industrias de transformacin, el autocalenta-miento del material puede provocar una reaccin incontroladaque genere altas temperaturas y presiones capaces de ocasionaruna explosin por presin. Sin embargo, el tipo ms comn deexplosin es el debido a la ignicin de una mezcla de gas/aireinflamable confinada en algn aparato de una instalacin o encualquier estructura cerrada. La condicin previa es la forma-cin de una mezcla inflamable, evitable con un diseo y unagestin adecuados. Una liberacin accidental dar lugar a unaatmsfera inflamable si la concentracin de gas (o vapor) seencuentra entre los lmites superior e inferior de inflamabilidad(Tabla 41.1). Si se introduce una fuente de ignicin en una deestas zonas, una llama de premezclado se propagar rpida-mente a partir de la misma, convirtiendo la mezcla de combus-tible/aire en productos de combustin a una temperaturaelevada; esta ltima puede llegar a ser de 2.100 K, lo quedemuestra que en un sistema completamente cerrado que seencuentre inicialmente a 300 K, son posibles sobrepresionesde hasta 7 bar. Slo los depsitos a presin de diseo especialson capaces de soportar estas sobrepresiones. Los edificiosnormales se derrumbarn, a no ser que estn protegidos porpaneles de alivio de presin, discos de ruptura o sistemas desupresin de la explosin. Cuando se forma una mezcla infla-mable dentro de un edificio, la explosin puede llegar aocasionar daos estructurales importantes o incluso su destruc-cin total, si la explosin no se dirige hacia el exterior a travsde aberturas originadas en las primeras fases de la explosin(p. ej. rotura de las ventanas).

Explosiones de este tipo se asocian tambin a la ignicin desuspensiones de polvo en el aire (Palmer, 1973), como las produ-cidas cuando se levanta una nube de polvo explosivo proce-dente de estanteras, vigas y cornisas de un edificio y dichanube queda expuesta a continuacin a una fuente de ignicin(p. ej., en molinos de harina, elevadores de grano, etc.). El polvo

debe ser combustible (obviamente), aunque no todos los polvoscombustibles pueden explotar a temperatura ambiente.

Se han diseado ensayos estndar para determinar cundo escapaz un polvo de producir una explosin. Dichos ensayos seutilizan asimismo para estudiar los lmites de explosividad delos polvos explosivos, similares conceptualmente a los lmites deinflamabilidad de gases y vapores. Por lo general, una explo-sin de polvo ocasiona daos de gran magnitud, porque laprimera explosin genera an ms polvo, dando lugar a unanube de polvo an mayor que, a su vez, entra inevitablementeen ignicin y produce una explosin an mayor.

Los venteos o alivios de explosin slo son eficaces si la velo-cidad de desarrollo de sta es relativamente baja, como ocurrecuando se propaga una llama de premezclado en una mezclainflamable estacionaria o en una nube de polvo explosivo. Lasaberturas de explosin no tienen ninguna utilidad cuando seproduce una detonacin, ya que dichas aberturas deben origi-narse en la fase inicial del suceso, cuando la presin todava esrelativamente baja.

Al producirse una detonacin, la presin se eleva demasiadorpidamente como para que los alivios sean efectivos, por lo queel recinto cerrado de una planta tendr que soportar presionesinternas tan altas que provocarn su destruccin total. Puedeproducirse una detonacin de una mezcla de gas inflamablecuando est contenida en una tubera o un conducto largo. Endeterminadas condiciones, la propagacin de la llama depremezclado empuja el gas sin arder por delante del frente de lallama a una velocidad que incrementa la turbulencia, lo que a suvez incrementa la velocidad de propagacin. Se produce as unareaccin recurrente que acelera la llama hasta que se forma unaonda de choque.

Esto, combinado con el proceso de combustin, produce unaonda de detonacin que puede propagarse a velocidades muypor encima de los 1.000 m/s. Es posible comparar este fen-meno con la velocidad fundamental de combustin de unamezcla estequiomtrica de propano/aire de 0,45 m/s [velocidada la que se propaga la llama a travs de una mezcla depropano/aire en reposo (es decir, sin turbulencias)].

No debe subestimarse la importancia de la turbulencia en eldesarrollo de este tipo de explosiones. Para el xito de un sistemade seguridad antiexplosin es fundamental que se produzca elventeo rpido de los gases o el tratamiento por supresin en lafase inicial del proceso. Si la velocidad de desarrollo de la explo-sin es demasiado rpida, el sistema de seguridad no resultareficaz, pudiendo producirse peligrosas sobrepresiones.

Una alternativa al venteo es la supresin de la explosin. Estetipo de proteccin requiere una deteccin de la explosin en sufase inicial, lo ms prxima posible a la ignicin. El detector seutiliza para activar la rpida liberacin de un supresor en eltrayecto de la llama de propagacin, deteniendo la explosin deforma eficaz antes de que aumente la presin hasta un punto enque la integridad del recinto se vea amenazada. Los halones sehan utilizado habitualmente para este fin, pero ahora se encuen-tran desfasados y se estn estudiando sistemas de pulverizacinde agua a alta presin.

Este tipo de proteccin resulta muy caro y de aplicacin limi-tada, pues slo puede utilizarse en volmenes relativamentereducidos, donde el supresor pueda distribuirse de forma rpiday uniforme (p. ej., tuberas de transporte de vapor inflamable opolvos explosivos)

Anlisis de la informacin para la proteccincontra incendiosEn trminos generales, puede decirse que hace poco que laciencia de los incendios se ha desarrollado lo suficiente paraaportar una base informativa que permita tomar decisiones


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racionales en materia de diseo industrial y de seguridad. Tradi-cionalmente, la seguridad contra incendios se desarrollaba sobreuna base ad hoc, que responda de forma eficaz a los accidentesmediante la imposicin de normativas o restricciones queevitaran su repeticin. As, por ejemplo, el Gran Incendio deLondres de 1666 dio lugar al establecimiento de la primeranormativa (o cdigo) para edificios y al desarrollo de los seguroscontra incendios. Accidentes ms recientes, como los de bloquesde oficinas de So Paulo, Brasil, en 1972 y 1974, han promovidomodificaciones en la legislacin de construccin para evitar en elfuturo incendios mltiples de este tipo. Del mismo modo, en Cali-fornia (EE.UU.), al detectarse el riesgo asociado a determinadostipos de tapizados de mobiliario moderno (especialmente deespuma de poliuretano estndar), se impuso una estricta norma-tiva para su control.

Son slo algunos casos en los que el estudio de las consecuen-cias de un incendio llevaron a establecer normativas paramejorar la seguridad del individuo y de la comunidad en caso deincendio. La adopcin de cualquier medida al respecto debeestar justificada por un anlisis de la informacin disponible y,adems, debe demostrarse que el problema es real. En algunoscasos, como en los incendios de So Paulo, no es ms que unejercicio acadmico, pero en otros, como cuando se intentademostrar que el mobiliario actual puede dar lugar aproblemas, hay que asegurarse de que los costes resultantes segastan de forma coherente. Para ello, es necesario disponer deuna base de datos fiable sobre incendios que abarque un perodosignificativo de tiempo y permita observar las tendencias encuanto a nmero de incendios, nmero de vctimas, incidenciade un determinado tipo de ignicin, etc. Despus, podrn utili-zarse las tcnicas estadsticas para estudiar si una tendencia ocambio es suficientemente significativo como para tomar lasmedidas correspondientes.

En algunos pases, el Cuerpo de Bomberos est obligado apresentar un informe sobre los incendios atendidos. En el ReinoUnido y Estados Unidos, el oficial responsable rellena un formu-lario, que se remite a una organizacin central [el Home Officeen el Reino Unido y la National Fire Protection Association(NFPA) en Estados Unidos] en la que se codifican y procesan losdatos. Estos ltimos quedan a disposicin de las entidadesgubernamentales u otras instancias interesadas. Estas bases dedatos son fundamentales para analizar (por ejemplo) las princi-pales fuentes de ignicin y los objetos con mayor facilidad decombustin. As, por ejemplo, un anlisis del nmero devctimas en relacin con la fuente de ignicin ha demostradoque el nmero de personas que fallecen en los incendiosiniciados por fumadores guarda una clara desproporcin con elnmero de incendios originados de este modo.

La fiabilidad de estas bases de datos depende de la habilidadcon que el personal del cuerpo de bomberos realice la investiga-cin, tarea nada sencilla que requiere una gran habilidad yconocimientos, especialmente sobre la ciencia de los incendios.El Fire Service del Reino Unido est obligado estatutariamentea presentar un informe de cada incendio atendido bajo laresponsabilidad del oficial encargado. El diseo del formularioes fundamental, y debe incluir la informacin necesaria con elnivel de detalle requerido. En el Fire Protection Handbook(Cote, 1991) se incluye el Basic Incident Report Form reco-mendado por el NFPA.

Los datos pueden utilizarse de dos formas, bien para identi-ficar un problema de incendio, bien como argumento racionalnecesario para justificar unas determinadas medidas querequieran un gasto pblico o privado. Para demostrar el efectode las medidas adoptadas puede utilizarse una base de datos decierta antigedad. De las estadsticas NFPA para el perodo

comprendido entre 1980 y 1989 (Cote, 1991) se deducen los diezpuntos siguientes:

1. Los detectores de humo para el hogar se utilizan mucho yresultan muy eficaces (aunque quedan importantes problemaspor resolver en la estrategia de deteccin).

2. Los rociadores automticos reducen considerablemente lasprdidas humanas y materiales. El aumento del uso deaparatos de calefaccin porttiles ha disparado el nmero deincendios en el hogar originados por estos equipos.

3. Los incendios provocados siguen una lnea descendente desdela punta del decenio de 1970, pero los daos materialesasociados no han disminuido.

4. Un gran porcentaje de las vctimas del cuerpo de bomberosse produce por ataques al corazn y actividades ajenas altrabajo.

5. Las reas rurales presentan las tasas de mortalidad porincendio ms altas.

6. Los objetos del fumador son causa de la mxima mortalidaden los accidentes en el hogar (incendios en tapiceras,colchones o ropa de cama).

7. Las tasas de mortalidad por incendio en EE.UU. y Canad seencuentran entre las ms altas de los pases desarrollados.

8. Los Estados del sur de EE.UU. presentan las tasas de morta-lidad por incendio ms altas.

9. El mximo riesgo de fallecimiento en caso de incendio corres-ponde a las personas de mayor edad.

Aunque estas conclusiones son, lgicamente, especficas paraEstados Unidos, algunas tendencias son comunes al resto de lospases. La correcta utilizacin de estos datos puede aportar losmedios necesarios para formular polticas coherentes de segu-ridad contra incendios. Ahora bien, dichas medidas sern inevi-tablemente ms reactivas que proactivas, pues las ltimasslo pueden implantarse tras un estudio detallado de los riesgosde incendio. Esta metodologa se ha ido imponiendo poco apoco, primero en la industria nuclear y despus en la qumica,petroqumica y afines, donde los riesgos son ms fcilmenteidentificables que en las dems industrias. Su aplicacin ahoteles y edificios pblicos en general suele ser mucho mscompleja y requiere la aplicacin de tcnicas que reproducen enun modelo el incendio para predecir su posible desarrollo y laforma de propagacin de los productos de combustin por eledificio, con el consiguiente riesgo para sus ocupantes. Con estetipo de modelos se han realizado grandes progresos, aunquetodava queda un largo camino por recorrer antes de quepuedan utilizarse estas tcnicas con total fiabilidad. En la inge-niera de seguridad contra incendios es necesario an ampliar lainvestigacin de base antes de poder comercializar herramientasfiables para el estudio de los peligros de incendio.

FUENTES DE PELIGRO DE INCENDIOFUENTES DE PELIGRO DE INCENDIO

Tams Bnky

Hay varias definiciones para los trminos incendio y combustin.Las definiciones del fenmeno de la combustin ms interesantesa los fines del presente documento son las siguientes:

La combustin es un proceso automantenido de reacciones enlas que se producen transformaciones fsicas y qumicas.

Los materiales que intervienen en la combustin reaccionancon un agente oxidante prximo, que, en la mayora de loscasos, es el oxgeno del aire.

41.8 FUENTES DE PELIGRO DE INCENDIO ENCICLOPEDIA DE SALUD Y SEGURIDAD EN EL TRABAJO

RIESGOS GENERALES

Para una ignicin se requieren unas condiciones favorables departida, que, por lo general, suelen ser un calentamiento sufi-ciente del sistema para cubrir la demanda inicial de energa dela reaccin en cadena.

Las reacciones suelen ser exotrmicas, es decir, durante lacombustin se libera calor, fenmeno que a menudo va acom-paado de una llama visible.

La ignicin puede considerarse el primer paso del procesoautomantenido de combustin, debiendo distinguir entre igni-cin dirigida (o forzada), si el fenmeno est causado por unafuente de ignicin externa, o autoignicin, si el fenmeno esresultado de reacciones que se producen en el propio materialcombustible con liberacin de calor.

La facilidad de ignicin viene definida por un parmetroemprico, la temperatura de ignicin (es decir, la temperaturamnima, determinable mediante ensayo, a la que debe calen-tarse un material para que se inicie su ignicin). Dependiendode que la determinacin de este parmetro (con mtodos deensayo especiales) se realice con o sin fuente de ignicin, sedistingue entre temperatura de ignicin dirigida y temperaturade autoignicin .

En el caso de la ignicin dirigida, la energa necesaria paraactivar los materiales que intervienen en la reaccin de combus-tin es suministrada por una fuente de ignicin. Ahora bien, noexiste una relacin directa entre la cantidad de energa necesariapara la ignicin y la temperatura de ignicin; en efecto, si bien lacomposicin qumica de los elementos del sistema de combus-tin es un factor fundamental de la temperatura de ignicin, enella influyen tambin en gran medida el tamao y la forma delos materiales, la presin ambiental, las condiciones del flujo deaire, los parmetros de la fuente de ignicin, las caractersticasgeomtricas del equipo de ensayo, etc. Por esta razn, los valoresde la temperatura de autoignicin y de ignicin dirigida publi-cados en la bibliografa pueden diferir considerablemente.

Para analizar el mecanismo de ignicin de los materiales, hayque diferenciar entre materiales slidos, lquidos y gaseosos.

La mayor parte de los slidos toman la energa de una fuentede ignicin externa por conduccin, conveccin o radiacin (enla mayora de los casos por una combinacin de todas ellas), o secalientan como resultado de procesos internos que inician ladescomposicin en sus superficies.

Para que se produzca la ignicin en un lquido, es necesarioque se forme un espacio de vapor capaz de arder sobre su super-ficie. Los vapores liberados y los productos gaseosos de descom-posicin se mezclan con el aire que se encuentra sobre lasuperficie del material lquido o slido.

Las turbulencias que se producen en la mezcla y/o en la difu-sin ayudan al oxgeno a alcanzar las molculas, tomos y radi-cales libres dispuestos a reaccionar que se encuentran en y porencima de la superficie. Las partculas inducidas interaccionany liberan calor. El proceso se va acelerando progresivamente y,cuando se inicia la reaccin en cadena, el material entra en igni-cin y arde.

La combustin en la capa inferior a la superficie de los mate-riales slidos combustibles se denomina combustin sin llama yla reaccin de combustin que tiene lugar en la interfaz entre elmaterial slido y el gas, calentamiento al rojo. La combustincon llama es el proceso en cuyo curso la reaccin exotrmica decombustin entra en la fase gaseosa. Es tpica de la combustintanto de materiales lquidos como slidos.

Los gases combustibles arden de forma natural en la fasegaseosa. Un principio emprico importante es que las mezclas degas y aire slo pueden entrar en ignicin dentro de un determi-nado rango de concentracin, lo que tambin es vlido paralos vapores de lquidos. Los lmites inferior y superior de

inflamabilidad de gases y vapores dependen de la temperatura yla presin de la mezcla, la fuente de ignicin y la concentracinde los gases inertes de la mezcla.

Fuentes de ignicinLa energa calorfica puede clasificarse en cuatro categorasbsicas segn su origen (Sax, 1979):

1. energa calorfica generada por reacciones qumicas (oxida-cin, combustin, disolucin, calentamiento espontneo,descomposicin, etc.);

2. energa calorfica elctrica (por resistencia, induccin, arco,chispas elctricas, descargas electrostticas, rayos, etc.);

3. energa calorfica mecnica (por friccin, chispas por friccin),4. calor generado por descomposicin nuclear.

A continuacin se estudian las fuentes de ignicin msfrecuentes.

Llama abiertaLa llama abierta es la fuente de ignicin ms sencilla y frecuente.Gran cantidad de herramientas de uso generalizado y de equiposindustriales funcionan con llamas desnudas o dan lugar a laformacin de llamas desnudas. Encendedores, cerillas, hornos,aparatos de calefaccin, equipos de soldadura , tuberas daadasde gas y petrleo, etc. pueden considerarse fuentes potenciales deignicin. Dado que, en el caso de la llama abierta, la fuente deignicin primaria constituye en s misma una combustin auto-mantenida, el mecanismo de ignicin significa bsicamente lapropagacin de la combustin a otro sistema. La combustin seinicia cuando la fuente de ignicin con llama abierta dispone desuficiente energa como para provocar la ignicin.

Ignicin espontneaLas reacciones qumicas que generan calor de forma espontnea,al ser fuentes internas de ignicin, conllevan un riesgo de igni-cin y combustin. Materiales propensos al calentamiento y laignicin espontneos pueden convertirse en fuentes de ignicinsecundarias y provocar la ignicin de materiales combustiblesprximos.

Aunque algunos gases (p. ej., fosfuro de hidrgeno, hidruro deboro, hidruro de silicio) y lquidos (p. ej., carbonilos metlicos,composiciones organometlicas) son propensos a la ignicinespontnea, en la mayora de los casos sta tiene lugar comoreaccin superficial en los materiales slidos. La ignicin espon-tnea, como todas las igniciones, depende de la estructuraqumica del material, pero su aparicin est determinada por elgrado de dispersin. La extensa superficie especfica permite laacumulacin local de calor de reaccin y contribuye a aumentarla temperatura del material por encima de la temperatura deignicin espontnea.

La ignicin espontnea de lquidos tambin se ve favorecidacuando entran en contacto con aire o materiales slidos de gransuperficie especfica. En condiciones atmosfricas normales, lasgrasas y los aceites especialmente insaturados con enlacesdobles, al ser absorbidos por materiales fibrosos o sus productoso al impregnarse en textiles de origen vegetal o animal, sonpropensos a la ignicin espontnea en condiciones atmosfricasnormales. La ignicin espontnea de productos de lana de vidrioy de lana mineral fabricados con fibras no combustibles o mate-riales inorgnicos con una gran superficie especfica y contami-nados con grasa han dado origen a gran nmero de incendiosgraves.

La ignicin espontnea se observa principalmente en polvo demateriales slidos. En metales con una buena conductividadcalorfica, para acumular el calor local necesario para la ignicines necesario que estn muy finamente fragmentados. A medida

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que disminuye el tamao de partcula, aumenta la probabi-lidad de una ignicin espontnea y en algunos polvos metlicos(p. ej., hierro) se produce piroforicidad. Cuando se almacena ymaneja polvo de carbn, holln fino o polvo de lacas y resinassintticas, as como durante su procesamiento, debe prestarseespecial atencin a las medidas preventivas contra incendiospara reducir el peligro de una ignicin espontnea.

Los materiales propensos a la descomposicin espontneapresentan una especial capacidad para entrar en ignicin deforma espontnea. Cuando se coloca hidracina sobre cualquiermaterial de gran rea superficial, inmediatamente arde conllama. Los perxidos, muy utilizados en la industria plstica, sedescomponen espontneamente con gran facilidad, convirtin-dose en peligrosas fuentes de ignicin y llegando a iniciar enalgunos casos una combustin explosiva.

Un caso especial de ignicin espontnea es la violenta reac-cin exotrmica que se produce cuando determinados productosqumicos entran en contacto entre s, como el cido sulfricoconcentrado con todos los materiales combustibles orgnicos, loscloratos con sales sulfricas o amnicas, los compuestos org-nicos halogenados con metales alcalinos, etc. La incompatibi-lidad de estos materiales (materiales incompatibles) exige unaespecial atencin para su almacenamiento, especialmentecuando se hace conjunto, as como a la hora de elaborar lanormativa de seguridad contra incendios.

Vale la pena mencionar que esta peligrosa forma de calenta-miento altamente espontnea puede verse favorecida, en algunoscasos, por unas condiciones tcnicas incorrectas (ventilacininsuficiente, baja capacidad de enfriamiento, fallos de manteni-miento y limpieza, sobrecalentamiento de la reaccin, etc.) oincluso estar causada por ellas.

Algunos productos agrcolas, como piensos de fibra, semillasoleaginosas, cereales germinados, productos finales de la indus-tria de transformacin (tiras secas de remolacha, fertilizantes,etc.) son propensos a la ignicin espontnea. El calentamientoespontneo de estos materiales presenta una caracterstica espe-cial: las peligrosas condiciones de temperatura de los sistemas seven favorecidas por algunos procesos biolgicos exotrmicos dedifcil control.

Fuentes de ignicin elctricaLa maquinaria mecnica, los instrumentos y equipos de calefac-cin alimentados con energa elctrica, as como los equipos detransformacin mecnica y de iluminacin no suelen suponer unriesgo de incendio para su entorno siempre que se instalen deacuerdo con la correspondiente normativa en materia de segu-ridad y de instalacin y se observen durante su funcionamientolas instrucciones necesarias. Un mantenimiento regular y unasupervisin peridica disminuyen considerablemente la probabi-lidad de incendios y explosiones. Las causas ms frecuentes deincendios en equipos elctricos y cableados son la sobrecarga, loscortocircuitos, las chispas elctricas y las resistencias de altocontacto.

Se produce una sobrecarga cuando el cableado y los aparatoselctricos soportan una corriente superior a la fijada por diseo.La sobrecorriente, al pasar a travs del cableado y del aparato,provoca un calentamiento excesivo que daa, rompe o carbo-niza los componentes del sistema elctrico y funde el recubri-miento del cable; las partes metlicas entran en una combustinsin llama, las unidades estructurales combustibles entran en igni-cin y, si se dan ciertas condiciones, puede llegarse incluso a lapropagacin del incendio en el entorno. La causa ms frecuentede sobrecarga suele ser la conexin de un nmero de aparatossuperior al permitido o de capacidad superior al valorestipulado.

Desde el punto de vista de la seguridad laboral de los sistemaselctricos, uno de los mayores peligros son los cortocircuitos.Siempre son consecuencia de un fallo y se producen cuandopartes del cableado elctrico o del equipo aisladas entre s y atierra, contactan entre s o con tierra. Este contacto puede serdirecto, como en el contacto metal-metal, o indirecto, a travsde un arco elctrico. Cuando se produce un cortocircuito porquealgunas unidades del sistema elctrico entran en contacto entres, la resistencia es mucho menor y, como consecuencia, la inten-sidad de la corriente es extremadamente alta. La energa calor-fica liberada durante una sobrecarga originada por grandescortocircuitos puede dar lugar a un incendio en el mecanismoafectado, entrando en ignicin los materiales y equipos prximosy propagndose el fuego al edificio.

Aunque las chispas elctricas son fuentes de energa calorficade naturaleza reducida, en la prctica actan con frecuenciacomo fuentes de ignicin. En condiciones normales de trabajo,la mayora de los dispositivos elctricos no producen chispas,aun cuando el funcionamiento de algunos de ellos suela ir acom-paado de ellas.

Las chispas son muy peligrosas cuando en la zona dondese generan existen concentraciones explosivas de gas, vaporo polvo. Por tanto, los equipos que normalmente producenchispas durante su funcionamiento slo pueden instalarse enlugares en que stas no puedan provocar un incendio. El conte-nido energtico de las chispas es insuficiente por s mismo paraprovocar la ignicin de los materiales del entono o para iniciaruna explosin.

Cuando en un sistema elctrico no existe contacto metlicoperfecto entre las unidades estructurales a travs de las cualesfluye la corriente, en el punto de fallo aparecer una resistenciade alto contacto. Este fenmeno se debe, en la mayora de loscasos, a un montaje incorrecto de las juntas o a instalacionesinadecuadas. La separacin de las juntas durante el funciona-miento y el desgaste natural tambin pueden provocar resisten-cias de alto contacto. Gran parte de la corriente que fluye atravs de los puntos con aumento de resistencia se transformaren energa calorfica. Si esa energa no se disipa suficientemente(y no se elimina la causa), se producir un fuerte incremento detemperatura que puede provocar un peligroso incendio.

Si los mecanismos operan por induccin (motores, dnamos,transformadores, rels, etc.) y no estn bien calculados, puedensurgir corrientes parsitas durante el funcionamiento que harnque se calienten las unidades estructurales (las bobinas y susncleos de hierro), provocando la ignicin de los materialesaislantes y la combustin del equipo. Las corrientes parsitastambin pueden surgir (con consecuencias desastrosas) en lasunidades estructurales metlicas de equipos de alto voltaje.

Chispas electrostticasEn el proceso de carga electrosttica cualquier material, en prin-cipio elctricamente neutro (y ajeno a cualquier circuito elc-trico), se carga positiva o negativamente. Existen tres tipos decargas:

1. cargas separadas, cuando las cargas de polaridad sustractiva seacumulan en dos cuerpos simultneamente;

2. cargas de paso, cuando las cargas al circular dejan cargas depolaridad opuesta,

3. cargas de recepcin, cuando el cuerpo recibe las cargas delexterior.

Estos tres tipos de cargas pueden aparecer como consecuenciade diferentes procesos fsicos, como la separacin despus de uncontacto, la escisin, la pulverizacin, el desplazamiento, elfrotamiento, el flujo de polvos o fluidos por un conducto, elgolpeado, un cambio de presin, un cambio de estado, la


RIESGOS GENERALES

fotoionizacin, la ionizacin trmica, la distribucin electrost-tica o una descarga de alto voltaje.

La carga electrosttica puede aparecer en los cuerpos conduc-tores y en los aislantes como resultado de cualquiera de losprocesos anteriormente mencionados, aunque en la mayora delos casos son los procesos mecnicos los responsables de laacumulacin de estas cargas indeseadas.

De entre el gran nmero de efectos negativos y riesgosdebidos a las cargas electrostticas y a la consiguiente descargapor chispa, cabe destacar los efectos sobre los equipos electr-nicos (p. ej., ordenadores de control de procesos) y los equiposcontra incendios y explosiones.

Los equipos electrnicos corren peligro ante todo cuando laenerga de la descarga es suficientemente alta para ocasionar ladestruccin de la entrada de algn elemento semiconductor. Enel ltimo decenio, el desarrollo de las unidades electrnicas haido acompaado de un rpido incremento del riesgo asociado.

Para que exista riesgo de incendio o de explosin es necesarioque coincidan en el espacio y en el tiempo dos condiciones: lapresencia de un medio combustible y la descarga con capacidadde ignicin. Este peligro se observa principalmente en la indus-tria qumica, y puede estimarse tomando como base la denomi-nada sensibilidad de chispa de los materiales peligrosos (energa mnimade ignicin) y depende de la magnitud de la carga.

Es fundamental reducir estos riesgos y sus mltiples conse-cuencias, que pueden ir desde problemas operativos a catstrofescon vctimas mortales. Existen dos formas de proteccin frente alas cargas electrostticas:

1. impedir que se inicie el proceso de carga (lgico, peronormalmente difcil de percibir),

2. limitar la acumulacin de cargas para impedir las descargaspeligrosas (o cualquier otro riesgo).

El rayo, fenmeno elctrico atmosfrico de la naturaleza,puede considerarse una fuente de ignicin. Las cargas estticasproducidas en las nubes se compensan cayendo hacia la Tierra(rayo) y produciendo una descarga de alta energa. Los mate-riales combustibles que se encuentran en las proximidades dellugar de cada del rayo pueden llegar a entrar en ignicin. Enalgunos casos, en la cada del rayo se generan impulsos muyfuertes y la energa se compensa en varias fases. En otros, se esta-blece un flujo de corriente de larga duracin que puede llegar aalcanzar rdenes de magnitud de 10 A.

Energa calorfica mecnicaEn la prctica industrial la friccin est siempre presente. En lasoperaciones mecnicas se desarrolla calor por friccin y, si la disi-pacin de calor se ve obstaculizada y el calor se acumula en elsistema, la temperatura puede alcanzar valores peligrosos,llegando a originar un incendio.

Las chispas por friccin pueden producirse por la friccin demetales (pulido, troceado, desbastado, corte, golpeado), al caerobjetos o herramientas metlicas a un suelo duro o durante lasoperaciones de pulido, cuando el material presenta contamina-ciones metlicas. La temperatura de la chispa generada suele sersuperior a la temperatura de ignicin de los materiales combusti-bles convencionales (chispas en acero, 1.400-1.500 C o chispasen aleaciones de cobre-nquel, 300-400 C); sin embargo, lacapacidad de ignicin depende de la cantidad total de calorproducido y de la energa de ignicin mnima del material. En laprctica, se ha demostrado que las chispas por friccin significanun riesgo real de incendio en espacios abiertos con gases,vapores y polvos combustibles en concentraciones peligrosas. Entales circunstancias debe evitarse la utilizacin de materiales queproduzcan fcilmente chispas o procesos mecnicos con

produccin de chispas. Por ello y para mayor seguridad, se utili-zarn herramientas de madera, piel o plstico, o de aleacionesde cobre y bronce, que producen chispas de baja energa.

Superficies calientesEn la prctica, las superficies de aparatos y mecanismos puedencalentarse, tanto en condiciones normales como por avera, hastaalcanzar temperaturas peligrosas. As, hornos, estufas, secadores,salidas de gas residual, conductos de gas, etc., pueden originarincendios en espacios con aire explosivo. Adems, las superficiescalientes pueden provocar la combustin de materiales combusti-bles prximos o en contacto con ellas. Como medida preventivadebe mantenerse una distancia de seguridad y realizar una super-visin y un mantenimiento regulares para reducir la probabilidadde que se presente un sobrecalentamiento peligroso.

Peligros de incendio en materiales y productosObviamente, para que un sistema sea combustible, es imprescin-dible la presencia en l de material combustible. Los fenmenosde combustin y las fases de la misma dependen bsicamente delas propiedades fsicas y qumicas del material de que se trate.Parece razonable, por tanto, estudiar el carcter y las propiedadesde inflamabilidad de los distintos materiales y productos. En lapresente seccin se han agrupado los materiales de acuerdo consus caractersticas tcnicas, en lugar de utilizar conceptos tericos(NFPA,1991).

Productos de madera y derivadosLa madera es uno de los materiales ms comunes del entornohumano. Casas, estructuras de edificios, muebles y bienes deconsumo estn fabricados en madera y este material tambin seutiliza mucho para la fabricacin de productos como el papel yen la industria qumica.

La madera y sus derivados son fcilmente combustibles y,cuando entran en contacto con superficies a alta temperatura oquedan expuestos a una radiacin de calor, llama abierta o cual-quier otra fuente de ignicin, se producen procesos de carboni-zacin, calentamiento al rojo, ignicin o combustin,dependiendo de las condiciones del proceso. Para ampliar sumbito de aplicacin, es necesario mejorar sus propiedades anti-combustin. Las unidades estructurales fabricadas en maderasuelen tratarse con agentes ignfugos (p. ej., mediante saturacin,impregnacin o recubrimiento superficial) para conseguir quesean menos combustibles.

La caracterstica ms importante de la combustibilidad de losdistintos tipos de madera es la temperatura de ignicin. Su valordepende principalmente de algunas propiedades de la madera yde las condiciones en que se realiza la prueba, como densidad ,humedad, tamao, y forma de la muestra de madera y de lafuente de ignicin, tiempo e intensidad de exposicin, y entornodel ensayo. Es interesante observar las diferencias en la tempera-tura de ignicin obtenidas con los distintos mtodos de ensayo.La prctica demuestra que los productos limpios y secospresentan una facilidad de ignicin extremadamente baja, mien-tras que en madera polvorienta, impregnada de aceite y almace-nada en recintos con una ventilacin insuficiente, se hanregistrado incendios por ignicin espontnea. Se ha demostradoempricamente que un contenido mayor de humedad aumentala temperatura de ignicin y reduce la velocidad de combustinde la madera. La descomposicin trmica de la madera es unproceso complejo que consta de las fases siguientes:

La descomposicin trmica con prdida de masa se inicia yaentre 120 y 200 C; en esta fase se libera el contenido dehumedad y se produce la degradacin de los materiales nocombustibles en el rea de combustin.


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Entre 200 y 280 C se producen principalmente reaccionesendotrmicas y se absorbe la energa calorfica de la fuente deignicin.

Entre 280 y 500 C las reacciones exotrmicas de losproductos de descomposicin se aceleran constantementedando lugar al proceso primario y, al mismo tiempo, se desa-rrollan fenmenos de carbonizacin. En este rango de tempe-ratura tiene lugar ya una combustin sostenida. Despus de laignicin, la combustin no es constante debido a la capacidadde las capas carbonizadas para aislar el calor. Por tanto, elcalentamiento de las capas ms profundas es limitado y lento.Al aumentar la superficie de productos de descomposicincombustibles, se completa la combustin.

A temperaturas superiores a 500 C, la madera carbonizadaforma residuos. Al calentarse al rojo, se producen cenizas quecontienen materiales inorgnicos slidos, y concluye elproceso.

Fibras y textilesLa mayora de los textiles fabricados a base de fibras que seencuentran en el entorno humano son combustibles. La ropa, elmobiliario y el entorno habitable estn constituidos en su tota-lidad o en parte por textiles, que representan un peligro tantodurante su produccin, procesado y conservacin como durantesu utilizacin.

Las materias primas de los textiles pueden ser naturales o arti-ficiales; las fibras sintticas pueden utilizarse solas o mezcladascon fibras naturales. Qumicamente, las fibras naturales deorigen vegetal (algodn, camo, yute, lino) estn formadas porcelulosa, que es combustible, y presentan una temperatura deignicin relativamente alta ( 400 C). Una caracterstica posi-tiva de su combustin es que, cuando se eleva su temperatura, secarbonizan pero no se funden. Esto resulta especialmente bene-ficioso para el tratamiento mdico de las quemaduras.

Las caractersticas de riesgo de incendio de las fibras basadasen protenas de origen animal (lana, seda, pelo) todava son mspositivas que las de las fibras vegetales, ya que presentan unatemperatura ms alta de ignicin (500-600 C) y, en las mismascondiciones, su combustin es menos intensa.

Cada vez adquieren mayor importancia las aplicacionestextiles de la industria de los plsticos, que aprovecha algunaspropiedades mecnicas extremadamente positivas de losproductos polimricos. Entre las caractersticas de las fibrassintticas acrlicas, de polister y termoplsticas (nylon, polipro-pileno, polietileno), las relativas a la combustin son las menospositivas. La mayora de estas fibras, a pesar de su elevadatemperatura de ignicin ( 400-600 C), se funden cuando seexponen al calor, entran fcilmente en ignicin, arden con inten-sidad, gotean o se funden durante la combustin y liberan unacantidad considerable de humo y gases txicos. Estas propie-dades pueden mejorarse si se mezclan con fibras naturales,dando lugar a los denominados tejidos con mezcla de fibra.Tambin pueden tratarse con agentes ignfugos. En la fabrica-cin de textiles para la industria y de ropa ignfuga ya se estnutilizando mucho productos inorgnicos de fibras no combusti-bles (fibras de vidrio y metlicas).

En los textiles, las propiedades de seguridad ms importantesson las relacionadas con la capacidad de ignicin, la propaga-cin de la llama y la generacin de calor y de productos decombustin txicos. Para su determinacin, se han desarrolladomtodos especiales de ensayo. Los resultados obtenidos seaplican en los lugares donde se utilizan estos productos(vivienda, mobiliario, tapizado de vehculos, ropa, alfombras,cortinas, ropa de proteccin contra el calor y las inclemencias) ysirven para elaborar la normativa de seguridad contra losriesgos derivados de su uso. Una tarea fundamental de los

investigadores industriales es desarrollar textiles que soportenaltas temperaturas mediante un tratamiento ignfugo (difcil-mente combustibles, con un tiempo de ignicin prolongado, bajavelocidad de propagacin de la llama, baja velocidad de libera-cin de calor) y con una produccin reducida de productos decombustin txicos, a fin de reducir los accidentes por incendiodebidos a la combustin de este tipo de materiales.

Lquidos combustibles e inflamablesEn presencia de una fuente de ignicin, los lquidos combustiblese inflamables son fuentes potenciales de riesgo. En primer lugar,el espacio (cerrado o abierto) de vapor formado por encima deestos lquidos representa un peligro de incendio y de explosiny puede dar lugar a una combustin y, con mayor frecuencia,a una explosin, si el material est presente en la mezcla vapor-aire en una determinada concentracin. Por lo tanto, la combus-tin y la explosin de lquidos combustibles e inflamables puedeevitarse si:

se eliminan las fuentes de ignicin, el aire y el oxgeno; en lugar de oxgeno est presente en el ambiente un gas inerte; el lquido se almacena en un depsito o sistema cerrado (vase

la Figura 41.3), se impide que se alcance la concentracin peligrosa de vapor

mediante una ventilacin adecuada.

En la prctica, se conocen muchas caractersticas relacionadascon la naturaleza peligrosa de los lquidos combustibles e infla-mables, como puntos de inflamacin en vaso cerrado y abierto,punto de ebullicin, temperatura de ignicin, velocidad deevaporacin, lmites superior e inferior de la concentracin decombustibilidad (lmites inflamables o explosivos), o la densidadrelativa de vapor en relacin con el aire y la energa necesa-rios para la ignicin de vapores. Todos estas caractersticas


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Figura 41.3 Tipos ms comunes de tanques para elalmacenamiento de lquidos inflamablesy combustibles.

proporcionan una gran informacin sobre la facilidad de igni-cin de los distintos lquidos.

En casi todo el mundo se utiliza el punto de inflamacin,parmetro determinado mediante un ensayo estndar en condi-ciones atmosfricas, como base para establecer las diferentescategoras de riesgo de los lquidos y las de los materiales que secomportan como lquidos a temperaturas relativamente bajas.Para cada categora de inflamabilidad y combustibilidad, se fijanlos correspondientes requisitos de seguridad en materia deconservacin y manipulacin, los procesos de operacin y elequipo elctrico que debe instalarse en la zona. Tambin hayque identificar para cada categora las zonas de riesgo querodean a los equipos. La experiencia demuestra que se puedenproducir incendios y explosiones dependiendo de la tempera-tura y la presin del sistema en un rango de concentracincomprendido entre ambos lmites de inflamabilidad.

GasesA pesar de que todos los materiales a determinada presin ytemperatura pueden pasar a estado gaseoso, los materiales queen la prctica se consideran gases son aquellos que se encuentranen dicho estado en condiciones normales de presin atmosfrica( 100 kPa) y temperatura ( 20 C).

Con respecto a los peligros de incendio y explosin, los gasespueden clasificarse en dos grandes grupos: gases combustibles ygases no combustibles. De acuerdo con la definicin aceptada enla prctica, los gases combustibles son aquellos que entran encombustin en el aire con una concentracin normal deoxgeno, siempre que existan las condiciones adecuadas. La igni-cin slo se produce por encima de una determinada tempera-tura, con la temperatura de ignicin necesaria y dentro de undeterminado rango de concentracin.

Los gases no combustibles son aquellos que no entran encombustin ni en oxgeno ni en aire independientemente de suconcentracin. Algunos de estos gases favorecen la combustin(p. ej., el oxgeno), mientras que otros la inhiben. Los gases nocombustibles y que no favorecen la combustin se denominangases inertes (nitrgeno, gases nobles, dixido de carbono, etc.).

Normalmente, y para una mayor eficiencia econmica en laconservacin y transporte de gases en depsitos o cisternas, stosse comprimen, lican o condensan en fro (estado crigeno).Bsicamente, existen dos situaciones de peligro cuando se mani-pulan gases: durante el perodo de almacenaje y cuando seextraen de los depsitos.

En gases comprimidos en depsitos de almacenamiento, elcalor externo puede aumentar considerablemente la presininterior del depsito y, si se alcanza una sobrepresin extrema,llega a producirse una explosin. Los depsitos de almacena-miento de gases incluyen normalmente una fase de vapor y otralquida. Como resultado de los cambios de presin y tempera-tura, la extensin de la fase lquida aumenta la compresin delespacio de vapor, mientras que la presin de vapor del lquidoaumenta proporcionalmente al aumento de la temperatura.Estos procesos pueden dar lugar a una presin crtica peligrosa.Los depsitos de almacenamiento deben incluir dispositivos deliberacin de sobrepresin capaces de mitigar una situacin depeligro ocasionada por altas temperaturas.

Si los depsitos de almacenamiento no estn bien cerrados oestn daados, el gas saldr a la atmsfera libre, se mezclar conel aire y, dependiendo de su cantidad y su flujo, puede provocarla formacin de una gran atmsfera explosiva. El aire que seencuentra en las proximidades de un depsito con fugas puedeser nocivo para la respiracin y para las personas que se encuen-tran cerca supone un peligro, en parte por el efecto txico dealgunos gases y en parte por la dilucin de la concentracin deoxgeno.

Los gases representan un peligro de incendio potencial y hayque manipularlos de un modo seguro. Para ello, y especialmenteen el entorno industrial, deben conocerse en detalle lassiguientes caractersticas: propiedades qumicas y fsicas de losgases, temperatura de ignicin, lmites superior e inferior deconcentracin de inflamabilidad, parmetros peligrosos del gasen el depsito, riesgo ocasionado por la liberacin de gases a laatmsfera, dimensiones de las zonas de seguridad necesarias ymedidas especiales que deben tomarse en caso de emergenciapor incendio.

Productos qumicosPara un trabajo seguro, es fundamental conocer los parmetrosde riesgo de los productos qumicos. Slo pueden elaborarsemedidas preventivas y normas de seguridad contra incendios si setienen en cuenta las propiedades qumicas y fsicas que presentanen relacin con el peligro de incendio. De entre esas propiedadeslas ms importantes son: combustibilidad, capacidad de ignicin,capacidad de reaccin con otros materiales, agua o aire, propen-sin a la corrosin, toxicidad y radiactividad.

La informacin sobre estas propiedades de los productosqumicos figura en las fichas tcnicas elaboradas por los fabri-cantes y en los manuales sobre productos qumicos peligrosos. Setrata no slo de las caractersticas tcnicas generales de los mate-riales, sino tambin de los valores reales de los parmetros depeligro (temperatura de descomposicin, temperatura de igni-cin, concentraciones lmite de combustin, etc.), su comporta-miento especial, los requisitos de almacenamiento y deseguridad contra incendios, y recomendaciones de primerosauxilios y asistencia mdica.

La toxicidad de los productos qumicos puede dar lugar a dossituaciones de riesgo en un incendio potencial. Por un lado, laalta toxicidad de ciertos productos qumicos puede resultar peli-grosa en caso de incendio y, por otro, su presencia en el rea deincendio puede dificultar las operaciones de extincin.

Los agentes oxidantes (nitratos, cloratos, perxidos inorg-nicos, permanganatos, etc.), aunque en s no son combustibles,contribuyen en gran medida a la ignicin de los materialescombustibles, as como a su combustin, que puede ser intensa yen ocasiones explosiva.

En el grupo de materiales inestables se encuentran losproductos qumicos (acetaldehdos, xido de etileno, perxidosorgnicos, cianuro de hidrgeno, cloruro de vinilo) que se poli-merizan o se descomponen de forma espontnea o con muchafacilidad dando lugar a reacciones exotrmicas violentas.

Los materiales que reaccionan con el agua y el aire son extre-madamente peligrosos. Estos materiales (xidos, hidrxidos,hidruros, anhdridos, metales alcalinos, fsforo, etc.) interac-cionan con el agua y el aire de la atmsfera e inician reaccionesque van acompaadas de una liberacin de calor muy alta. Losmateriales combustibles entran en una ignicin espontnea.Adems, los componentes combustibles que entran en combus-tin pueden explotar y propagarse a otros materiales combusti-bles que se encuentren en las proximidades.

La mayora de los materiales corrosivos (los cidos inorgnicossulfrico, ntrico, perclrico, etc. y los halgenos flor,cloro, bromo, yodo) son agentes oxidantes fuertes y tienenefectos muy destructivos sobre los tejidos vivos, por lo que esnecesario tomar las necesarias medidas de seguridad contraincendios.

Los elementos y compuestos radiactivos, adems de los peli-gros derivados de la radiacin, pueden presentar tambin unpeligro de incendio. Cuando en un incendio resulta daada laestructura de objetos radiactivos, pueden liberarse materialesque irradien rayos con un efecto ionizador muy fuerte y provo-quen la destruccin de los organismos vivos. Los accidentes


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nucleares pueden ir acompaados de incendios, cuyos productosde descomposicin adsorben contaminantes radiactivos (radia-cin y ). Estos ltimos pueden producir daos permanentesen las personas que participan en las tareas de rescate si pene-tran en sus cuerpos. Algunos materiales son extremadamentepeligrosos porque las personas afectadas no perciben a travs desus sentidos ninguna radiacin, y su estado de salud general noparece quedar afectado. Si materiales radiactivos entran encombustin, deber supervisarse constantemente la radiacti-vidad del lugar, los productos de descomposicin y el agua utili-zada en la extincin del incendio con los dispositivos demedicin adecuados. Estos factores deben tenerse en cuenta aldisear la estrategia de intervencin. Los edificios donde semanipulan, procesan y almacenan materiales radiactivos debenconstruirse con materiales no combustibles de alta resistencia alfuego. Es necesario tambin utilizar equipos automticos de altacalidad para la deteccin, sealizacin y extincin de losincendios.

Explosivos y agentes de voladuraLos materiales explosivos se utilizan para fines militares e indus-triales. Se trata de productos qumicos y mezclas de los mismosque, cuando se les aplica una fuerza mecnica intensa (golpe,choque, friccin) o cuando se inicia la ignicin, se transformansbitamente en gases de gran volumen mediante una reaccin deoxidacin extremadamente rpida (p. ej., 1.000-10.000 m/s). Elvolumen de estos gases es mucho mayor que el del materialexplosionado y ejerce una presin muy alta en sus proximidades.En una explosin pueden alcanzarse temperaturas elevadas(2.500-4.000 C) que provocan la ignicin de los materialescombustibles en la zona de explosin.

La fabricacin, el transporte y el almacenamiento de mate-riales explosivos debe cumplir unos requisitos estrictos, como elNFPA 495, Cdigo de Materiales Explosivos.

Adems de los materiales explosivos utilizados para fines mili-tares e industriales, tambin se incluyen en la categora de mate-riales peligrosos los materiales de voladura inductiva y losproductos pirotcnicos. Las mezclas ms utilizadas son las demateriales explosivos (cido pcrico, nitroglicerina, hexgeno,etc.), aunque tambin se utilizan mezclas de materiales quepueden explosionar (polvo negro, dinamita, nitrato amnico,etc.). Los materiales plsticos, conocidos por su utilizacin en losactos terroristas, constan bsicamente de mezclas de materialesde efecto rompedor y plastificante (ceras, vaselina, etc.).

En cuanto a los materiales explosivos, el mtodo ms eficaz deproteccin contra incendios es su alejamiento de las fuentes deignicin. Algunos materiales explosivos reaccionan con el agua ocon diversos materiales orgnicos y se oxidan. Para el manejo deestos materiales deben tenerse muy en cuenta los requisitos y lanormativa de almacenamiento con otros materiales.

MetalesLa prctica nos ensea que casi todos los metales, en las condi-ciones adecuadas, pueden entrar en combustin en el aire. Por sucomportamiento en caso de incendio, el acero y el aluminio degran espesor estructural se consideran materiales no combusti-bles. Sin embargo, el polvo de aluminio y de hierro y los algo-dones metlicos de fibra de metal fina pueden entran fcilmenteen ignicin y, por tanto, arder de forma intensa. Los metales alca-linos (litio, sodio, potasio), los metales alcalinotrreos (calcio,magnesio, zinc), el circonio, el hafnio, el titanio, etc. entran enignicin con extrema facilidad cuando estn en forma de polvo,limaduras o tiras finas. Algunos metales tienen tal capacidad dereaccin que deben almacenarse fuera del contacto con el aire,en una atmsfera de gas inerte o bajo un lquido neutro a losmetales.

Los metales combustibles y los propensos a la combustinproducen reacciones de combustin extremadamente violentas,con procesos de oxidacin de alta velocidad y liberacin decantidades de calor bastante mayores que las observadas en lacombustin de lquidos combustibles e inflamables. Tras la fasepreliminar de calentamiento e ignicin al rojo, la combustin delpolvo metlico sedimentado puede convertirse en una combus-tin rpida. El polvo en movimiento y las nubes de polvo resul-tantes de la combustin pueden dar lugar a graves explosiones.La capacidad de combustin y la afinidad con el oxgeno dealgunos metales (como el magnesio) es tan alta que, despus deentrar en ignicin, continan ardiendo en algunos de los medios(p. ej., nitrgeno, dixido de carbono, atmsfera de vapor) utili-zados para extinguir incendios producidos por materialescombustibles, slidos y lquidos.

La extincin de los incendios de metales representa un desafoespecial para los equipos de bomberos, resultando decisiva laeleccin de un agente extintor adecuado y del procedimientoempleado.

Los incendios de metales pueden controlarse mediante unadeteccin precoz, una intervencin rpida y adecuada delequipo de bomberos utilizando el mtodo de extincin ms efec-tivo y, si es posible, el alejamiento de la zona del incendio demetales y otros materiales combustibles o, al menos, la reduccinde sus cantidades.

En una combustin con metales radiactivos (plutonio, uranio)debe prestarse especial atencin a la proteccin contra las radia-ciones y tomar las medidas preventivas oportunas para evitar lapenetracin de productos de descomposicin txicos en los orga-nismos vivos. As, los metales alcalinos, por su capacidad parareaccionar violentamente con el agua, slo pueden extinguirsecon polvos secos. La combustin del magnesio no debe extin-guirse con agua, dixido de carbono, halones o nitrgeno,porque pueden agravar an ms la situacin. Los nicos agentesque pueden aplicarse con xito en este caso son los gases nobleso, en ocasiones, el trifluoruro de boro.

Plsticos y cauchosLos plsticos son compuestos orgnicos macromoleculares fabri-cados sintticamente o mediante la modificacin de materialesnaturales. La estructura y forma de estos materiales macromole-culares, que son el resultado de reacciones de polimerizacin,poliadicin o policondensacin, influye considerablemente en suspropiedades. Las cadenas moleculares de los termoplsticos(poliamidas, policarbonatos, polisteres, poliestireno, cloruro depolivinilo, polimetil-metacrilato, etc.) son lineales o ramificadas,los elastmeros (neopreno, polisulfuros, isopreno, etc.) presentanligeros enlaces cruzados, mientras que los plsticos termoendu-recidos (duroplsticos: polialquilos, resinas epoxi, poliuretanos,etc.) presentan fuertes enlaces cruzados.

El caucho natural se utiliza en la industria del mismo nombrecomo materia prima, y se somete a un proceso de vulcanizacin.Los cauchos artificiales, cuya estructura es similar a la delcaucho natural, son polmeros y copolmeros del butadieno.

El uso de los productos plsticos y del caucho es cada vez msfrecuente en todos los campos de la vida cotidiana. La granvariedad y las excelentes propiedades tcnicas de estos mate-riales permiten su aplicacin a reas tan diversas como estruc-turas de edificios, mobiliario, ropas, mercancas y piezas paravehculos y maquinaria.

Normalmente, los plsticos y el caucho, al igual que los mate-riales orgnicos, se consideran materiales combustibles. Paraanalizar su comportamiento en un incendio se utilizan una seriede parmetros que pueden determinarse con mtodos espe-ciales. Teniendo en cuenta esos parmetros (combustibilidad,capacidad de ignicin, capacidad de produccin de humos,


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propensin a la produccin de gases txicos y al goteo en lacombustin), se definen sus mbitos de aplicacin y se establecenlas condiciones de seguridad necesarias frente a incendios.

En muchos casos, la temperatura de ignicin de los plsticoses superior a la de la madera u otros materiales, pero la mayorade las veces stos entran en ignicin con mayor facilidad y sucombustin se realiza con ms rapidez e intensidad. Los incen-dios de materiales plsticos suelen ir acompaados de un desa-gradable fenmeno de liberacin de grandes cantidades de unhumo muy denso que puede limitar fuertemente la visibilidad ydar lugar a gases txicos (cido clorhdrico, fosgeno, monxidode carbono, cianuro de hidrgeno, gases nitrosos, etc.). Losmateriales termoplsticos se funden durante la combustin,despus se fluidifican y, segn su ubicacin, (p. ej., si se encuen-tran en o sobre un techo) producen goteo en la zona de combus-tin y pueden provocar la ignicin de los materialescombustibles que se encuentran debajo de ellos.

La optimizacin de las caractersticas de combustin es unproblema complejo y un tema clave de la qumica de los pls-ticos. Los agentes ignfugos inhiben la combustibilidad, la igni-cin es ms lenta, la velocidad de combustin disminuye y lapropagacin

seguridad contra incendios - enciclopedia de salud y riesgos en el trabajo

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