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Fuego y Combustión

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Teoría del fuego

Definiciones::Combustible: toda sustancia susceptible de combinarse con el oxígeno de forma rápida y exotérmica.

Comburente: toda aquella mezcla de gases en la cual el oxígeno estáen proporción suficiente para que en su seno se produzca la combustión.

Combustión: es una reacción química en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de calor y luz. Sin embargo el fenómeno puede manifestarse en forma muy lenta y no ir acompañado de un incremento de la temperatura que nosotros podamos percibir. Un ejemplo de esto es la oxidación del hierro en el aire húmedo, este fenómeno es conocido como eremacausia o combustión lenta.

Ignición: es un fenómeno que ocurre cuando el calor que emite una reacción llega a ser suficiente como para mantener la reacción.

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Teoría del fuego

Definiciones:Energía de activación: es la energía mínima necesaria para que se inicie la reacción.

Reacción en cadena: es el proceso mediante el cual progresa la reacción en el seno de una mezcla comburente-combustible.

Temperatura de ignición o de autoignición: es la temperatura mínima (a presión atmosférica) para que un producto entre en combustión de forma espontánea en contacto con el aire sin necesidad de ningún aporte energético.

Temperatura de inflamación: es la temperatura mínima en condiciones normales de presión, a la cual se desprende la suficiente cantidad de vapores para que se produzca la inflamación mediante la aportación de un foco de ignición externo.

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Teoría del fuego

En una reacción de combustión, el combustible y el oxígeno desaparecen apareciendo otras sustancias nuevas como las que forman la cenizas (si quedan),humos y gases invisibles .

EtanolCarbón ButanoPropanoGasolina CXHYOZ + O2 + CO2 + H2O (vapor de agua) + CalorMaderaPlásticoEtc… Combustible Energía Activación

(calor-temperatura)

ResiduosComburente

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Teoría del fuego

Definiciones:Deflagración: es una combustión súbita con llama a baja velocidad de propagación, sin explosión. Las reacciones que provoca una deflagración son idénticas a las de una combustión, pero se desarrollan a una velocidad comprendida entre 1m/s y la velocidad del sonido (1240 Km/h Combustión subsónica).

Detonación: es un proceso de combustión supersónica que implica onda expansiva y zona de reacción detrás de ella. A diferencia de la deflagración, combustión subsónica.

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Teoría del fuego

Combustible (1/3)TODOS LOS COMBUSTIBLES SE QUEMAN EN FASE DE GAS O VAPOR. CUANDO EL COMBUSTIBLE ES SÓLIDO O LÍQUIDO, ES NECESARIO UN APORTE PREVIO DE ENERGIA PARA LLEVARLO A ESTADO GASEOSO.

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Teoría del fuego

Combustible(2/3)Peligrosidad: depende de varios factores:depende de varios factores:

ConcentraciConcentracióón combustiblen combustible--aireaire adecuadaadecuada:: Es necesario para Es necesario para que se produzca la ignicique se produzca la ignicióón que la mezcla combustiblen que la mezcla combustible--comburente sea la comburente sea la adecuada.adecuada.

–– LLíímites de inflamabilidadmites de inflamabilidad: son las concentraciones extremas de : son las concentraciones extremas de combustiblecombustible--comburente que se pueden formar para que se produzca comburente que se pueden formar para que se produzca una combustiuna combustióón.n.

LLíímite Superior:mite Superior: es la mes la mááxima concentracixima concentracióón de vapores de combustible n de vapores de combustible en mezcla con un comburente.en mezcla con un comburente.LLíímite Inferior:mite Inferior: es la mes la míínima concentracinima concentracióón de vapores de combustible en n de vapores de combustible en mezcla con un comburente.mezcla con un comburente.

–– POR ENCIMA Y DEBAJO DE ESOS LIMITES NO SE PUEDE POR ENCIMA Y DEBAJO DE ESOS LIMITES NO SE PUEDE PRODUCIR LA COMBUSTIPRODUCIR LA COMBUSTIÓÓN.N.

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Teoría del fuego

Combustible(3/3)Temperatura mTemperatura míínimanima a la que el a la que el combustible emite suficientes vapores para combustible emite suficientes vapores para alcanzar dicha concentracialcanzar dicha concentracióón.n.

EnergEnergíía de activacia de activacióónn que es necesario que es necesario aportar a la mezcla para que se inicie el aportar a la mezcla para que se inicie el proceso y se desarrolle la reacciproceso y se desarrolle la reaccióón de n de cadena.cadena.

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Teoría del fuego

C arac te rís tica s d e In flam a b ilid ad

L ím ite s d ein flam ab ilid ad en % d ev o lu m en d e a ireP ro d u c to

P u n to d ein flam ac ió n

en ºC

T em p era tu rad e

au to ig n ic ió nen ºC In fe rio r S u p erio r

A ce tilen o G as 3 3 5 2 ,5 8 1

B en cen o -1 1 5 6 0 1 ,3 7 ,1

B u tan o -3 8 4 0 5 1 ,9 8 ,5

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Teoría del fuego

Energía de activación (1/2)En función de su naturaleza, los focos de ignición se

puede clasificar en:

Focos eléctricos: – Cortocircuitos– Arco eléctrico– Cargas estáticas– Descargas eléctricas atmosféricas

Focos químicos:– Reacciones exotérmicas– Sustancias reactivas– Sustancias auto-oxidables

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Teoría del fuego

Energía de activación (2/2)Focos térmicos:

– Condiciones térmicas ambientales

– Procesos de soldadura

– Chispas de combustión

– Superficies calientes

– Radiaciones Solares

Focos mecánicos:– Chispas de herramientas

– Roces mecánicos

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Teoría del fuego

Reacción en cadena1. Cuando una sustancia se calienta, ésta desprende unos vapores

o gases, éstos se combinan con el oxígeno del aire y en presencia de una fuente de ignición arden.

2. En el momento en que esos vapores arden, se libera gran cantidad de calor.

3. Si el calor desprendido no es suficiente para generar más vapores del material de combustible el fuego se apagará.

4. Si la cantidad de calor desprendida es elevada, el material combustible seguirá descomponiéndose y desprenderán más vapores que se combinarán con el oxígeno, se inflamarán y el fuego aumentará, verificándose la reacción en cadena.

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Tetraedro del fuego

Simplificación gráfica habitual para describir el proceso de la combustión.

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Procesos de transferenciade calor

El calor se transmite de tres formas diferentes:CONDUCCION: Es la transferencia de calor por contacto directo entre dos cuerpos. La conducción del calor tiene lugar únicamente cuando las distintas partes del cuerpo se encuentran a temperaturas diferentes y la dirección del flujo de calor es siempre del punto de mayor temperatura al de menor.CONVECCIÓN: Es la transferencia de calor producida por el movimiento del aire. El calor que se produce en un fuego se transfiere al aire que lo rodea por conducción, pero el calentamiento de los objetos que se encuentran en el edificio se produce a través de la circulación del aire caliente que se expande y eleva. RADIACION: es la transferencia de calor producida por la emisión de ondas electromagnéticas, dichas ondas se mueven a través del espacio o de los materiales a través de la luz, siendo absorbidas por los cuerpos que no son transparentes a ellas.

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La cuatro fases del fuego

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La cuatro fases del fuego

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Detectores automáticos de incendios

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Métodos de extinción

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Métodos de extinción

Bastará con eliminar una cara del tetraedro: La eliminación del combustible (dispersión), se realiza cortando la salida del líquido y/o gas o retirando el producto.La eliminación del oxígeno (comburente) (sofocación),supone eliminar del contacto con el comburente, es decir, impedir que los vapores que se desprendan a una determinada temperatura para cada materia, se pongan en contacto con el oxígeno del aire. Por ejemplo introduciendo un gas inerte. Reducción de la temperatura (refrigeración o enfriamiento) se intenta conseguir que los vapores estén por debajo del punto de la temperatura de inflamación.La rotura de la reacción en cadena (inhibición),consiste en impedir la transmisión de calor de unas partículas a otras del combustible, interponiendo elementos.

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Clasificación de los fuegos

Son fuegos de materias sólidas, donde la combustión se realiza normalmente con formación de llamas y brasas (madera, papel....). Se alcanzan temperaturas superiores a 600ºC.

Son fuegos de líquidos o sólidos licuables. Arden solamente en superficie, con formación de llamas (gasolina, alcohol...). Se alcanzan temperaturas superiores a 900ºC.

Son fuegos de gases. Arden con formación de llamas (butano, propano...). Se alcanzan temperaturas superiores a 1.100ºC.

Son fuegos de metales (sodio, potasio). Se consideran fuegos especiales, y para su extinción se necesitan agentes extintores específicos para cada caso. Desprenden temperaturas superiores a 2.000ºC.

Son fuegos desencadenados en presencia de tensión eléctrica

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Clasificación de los fuegos

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Clasificación de los productos derivados del petróleo

Temperatura inflamación

Líquidos combustibles

Líquidos inflamables

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Agentes extintores

AgentesExtintores

Agua Espuma CO2Polvo

QuímicoCompuestos Halogenados

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Agentes extintores

El agua:– El agua a chorro solamente deberá emplearse para extinguir fuegos de

clase A (sólidos). Actúa por enfriamiento.

– El agua pulverizada podrá emplearse en fuegos clase A, y en fuegos de clase B cuando se trate de líquidos combustibles pesados como aceites, asfalto…

– Dado que la mayoría de los hidrocarburos flotan en el agua, el uso de ésta puede contribuir a extender el fuego en vez de a apagarlo.

– El agua jamás se debe emplear para extinguir fuegos originados en equipos eléctricos, pues existe peligro de muerte por electrocución.

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Agentes extintores

Espuma: formada por agua y un agente emulsor, que flota en la superficie del hidrocarburo, y actúa formando una capa aislante que separa el oxígeno del combustible. Así, extingue el fuego de cuatro formas:

– Actúa por sofocación, impidiendo el contacto del aire con los vapores inflamables.

– Separa las llamas de la superficie afectada– Suprime la salida de los vapores inflamables– Enfría la superficie del producto al drenar el agua contenida en la

espuma.

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Agentes extintores

Tipos y usos de espumas:Espumas de baja expansión. Las espumas de baja expansión se usan para extinción de fuegos en hidrocarburos (Fuegos Clase B).

Espumas de mediana expansión y alta expansión. Son usadas principalmente para fuegos Clase A. Por su ligera composición, no debe usarse en fuegos Clase B.

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Agentes extintores

CO2: Es un gas inerte y más pesado que el aire.

Actúa como agente enfriador y sofocador (desplazando al oxígeno en la mezcla con el combustible).

Su máxima eficacia se logra en incendios de combustibles líquidos (fuego clase B), y en fuegos de origen eléctrico (afecta poco a los componentes electrónicos).

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Agentes extintores

Polvo químico: es una mezcla de compuestos (bicarbonato de potasio o sodio, fosfato de amonio...) que se descomponen con la temperatura liberando gases inertes (CO2, nitrógeno) y elementos metálicos (potasio, sodio):

Extingue el fuego por sofocación y reacción química: los gases inertes sofocan el fuego (desplazando al oxígeno) y los elementos metálicos actúan inhibiendo la reacción en cadena. El polvo tiene baja toxicidad y elevado poder extintor, pero dificulta la respiración y la visibilidad, si el ambiente en el que se descarga es cerrado. Principalmente se emplean dos tipos: el polvo químico seco normal y el ABC (polivalente).

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Agentes extintores

Compuestos halogenados: Son compuestos orgánicos formados por carbono y halógenos (flúor, cloro, bromo), que son liberados al ser expuestos al fuego en forma de radicales libres que inhiben la reacción en cadena impidiendo la propagación del incendio.

Actualmente su uso está prohibido/restringido porque afectan a la capa de ozono. Son agentes potentes y eficaces extinguiendo fuegos de combustibles líquidos (clase B), fuegos de origen eléctrico y fuegos metálicos

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Agentes extintores

Agente extintor de acuerdo a la clase de fuegoB- Bueno

R- Aceptable

N- Inaceptable

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Agentes extintores: ventajas e inconvenientes

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Extintores portátiles: clasificación

Clasificación:En función de la carga:

– Portátiles– Sobre ruedas

Sistema de presurización:– Presión permanente: gas incluido en la propia botella.– Presión no permanente: se presurizan en el momento de su

utilización mediante la acción de un gas.

Según su contenido:– Extintores de polvo químico.– Extintores de agua.– Extintores de CO2.

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Extintores portátiles: presentación

Presentación de los extintores: Todo tipo de extintor debe de estar provisto de los siguientes elementos de identificación e información:Placa de timbre: Contiene el número de registro, la presión de servicio y las fechas de las pruebas de presión periódicas obligatorias.Etiqueta de características:

– Naturaleza y cantidad de los productos contenidos– Modo de empleo– Temperatura máxima y mínima de servicio– Nombre y razón social del fabricante– Eficacia del extintor y clase de fuego– Fecha y contraseña correspondiente

al registro de tipo– Peligros de empleo

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Extintores portátiles: presentación

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Extintores portátiles: partes

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Extintores portátiles: manejo

Manejo de los extintores:

1. Comprobar que el agente extintor es el adecuado para atacar el incendio.

2. Quitar el seguro y aproximarse a una distancia segura pero dentro del alcance del extintor.

3. Colocarse de espaldas al viento si es en el exterior y entre el incendio y una vía de escape, en incendios de interior.

4. Dirigir el chorro a la base de las llamas, y barrer la superficie del incendio proyectando en zig-zag, y manteniendo el extintor en sentido vertical.

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Siempre:

•Inspeccionar el camino en todas Direcciones.

•A favor del viento.

•A la base del fuego.

•En zig.zag.

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Extinción de fuegos con obstáculo:


• A favor de viento.

• A la base del fuego.

• Alrededor del obstáculo.

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Extinción con derrame por gravedad:


• A favor de viento.

• A la base del fuego.

• De abajo hacia arriba.

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Extinción de incendios: medios fijos

PrincipalesMedios fijos

extinciónde incendios

Bocas IncendioEquipadas (BIE)

HidrantesRociadores automáticos

Sistemas fijos CO2

Polvo químico secoHalón

Espumaetc.

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Bocas de incendio Equipadas(BIE)

Es un medio de primera intervención formado por una toma de agua ubicada en un punto fijo de una red de incendios y que consta de:

Armario

Boquilla

Lanza

Manguera de 25 o 45 mm de diámetro

Racor

Válvula

Manómetro

Devanadera

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Bocas de incendio Equipadas(BIE): partes

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Hidrantes

A diferencia de la B.I.E., los hidrantes son tomas de agua no equipadas que permiten la conexión y abastecimiento a las mangueras y el abastecimiento de agua de los vehículos del servicio público de extinción.

Clasificación:De columna: está formada por una tubería columna, conectada a una red subterránea que sobresale del suelo y en la que están situadas las bocas de salidaDe arqueta: es una boca de salida de una red subterránea, ubicada en el interior de una arqueta a ras de suelo:

– SECOS: permitiendo la entrada de agua en el cuerpo del hidrante al abrir la válvula principal del mismo, evitando la congelación del agua en caso de bajas temperaturas

– HUMEDOS: recomendable en lugares en que la temperatura ambiente se mantiene por encima de 4º C

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Rociadores automáticos

Son instalaciones de extinción utilizadas para combatir fuego en:

Instalaciones de alto riesgo

Instalaciones que cuenten con equipos delicados

Instalaciones con alto riesgo de ocupación.

etc

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Sistemas fijos: CO2, polvo químico halón, espuma, etc

Estas instalaciones van controladas, generalmente, por un sistema de detección que producirá automáticamente la descarga del agente extintor.

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Sistemas fijos: CO2, polvo químico halón, espuma, etc

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Columna seca

Es una instalación para el uso del Servicio Público de Extinción, y está constituida por una conducción vacía que discurre a lo largo de la vertical del edificio, provista de bocas de conexión en pisos y de tomas de alimentación en la fachada para conexión de los servicios públicos de extinción, que es el que proporciona a la conducción la presión y caudal de agua necesarios.

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Protección estructural contra incendios

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Mantenimiento sistemas contra incendios: titular de la instalación

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Mantenimiento sistemas contra incendios: fabricante o instalador

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Mantenimiento sistemas contra incendios: fabricante o instalador

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