Investigacin de Incendios y Explosiones

Mdulo 2 : Teora del Fuego

LA COMBUSTIN(LA CIENCIA DEL FUEGO APLICADA

A LA INVESTIGACION)

La COMBUSTIN

Los fuegos, literalmente no pueden evitarse; stossurgen por medios o procesos fsico/qumicos onaturales. Si podemos evitar que se den lascondiciones para que stos se generen odesarrollen. En ello se fundamente la ProteccinContra Incendios.

Bajo ese principio, es que debemos separar elfuego del incendio.Es responsabilidad de todos crear las condicionespara evitar que el fuego tenga su espacio, y conello pase a etapa de incendio. As mismo,proveyendo las condiciones para evitar que elfuego no entre en etapa de crecimiento, es comocreamos la verdadera proteccin contra incendio.

Esto parece algo complejo pero no lo es, puesocurre que el incendio podramos verlo como unfuego descontrolado.

Debemos recordar que se trata de ProteccinContra Incendio, no de proteccin contra fuego.Este asunto lo definiremos mejor ms adelante.

Asociaremos otros factores muy importantes con lacombustin. El monxido de carbono es un gassumamente txico. No tiene color (es incoloro), notiene olor (es inodoro), no tiene sabor ( es inspido),no irrita los ojos, ni la nariz. puede producir gravesdaos al organismo humano y a los animales,hasta provocar la muerte.

Es producido por una combustin incompleta.El mayor porcentaje de intoxicados , a partirde la combustin incompleta de braseros,estufas, calefn, etc. El CO, ingresa masrpido al organismo, suplanta al oxigeno en lasangre, intoxicndolo . COHb

La materia est compuesta de elementos. Unelemento es una sustancia que no puede serdescompuesta en otras sustancias, como loson el hierro, plata, hidrogeno, carbono, oro,etc. En la naturaleza existen 92 elementosque encontramos de manera natural.

Todo elemento est compuesto de unidadesmuy pequeas llamadas tomos. Cuandovarios tomos se combinan por una reaccinqumica se le llama molcula.

Todo tomo est compuesto de:

Protones: Cargados positivamente y habitan en el ncleo.

Neutrones: Neutros y habitan en el ncleo.

Electrones: Cargados negativamente y giran alrededor del ncleo

electron

neutron

proton

A temperaturas normales, el oxigeno esun gas diatnico representado por laformula O2, el cual constituye el 21% delaire que respiramos.

ENDOTRMICAS: Reacciones qumicas que almomento de producirse absorben energa (Calor).. (Fuente combustible que absorbe la energaradiante de una llama)

EXOTRMICAS: reacciones qumicas que almomento de producirse liberan energa -calor .(Fuente combustible que expulsa la energaradiante de una llama)

Fuego: Es una reaccin qumicade oxidacin, los tomos delcombustible se oxidan es decirse combinan con el oxigeno. Laoxidacin es una reaccinexotrmica.

OXIGENO

OXIGENO

REACCION

QUIMICA

En la base del tetradro

2H2 2H2O+ O2

Reaccin de Oxidacin

Combustin: Es el conjunto de fenmenosque acompaan la unin de un elementocombustible con el oxigeno. Un elementocombustible es todo aquel que puede hacer

combustin.

Pirolisis: Descomposicin qumica de lamateria cuando a esta se le aplica calor.La primera fase del proceso de lacombustin.

MAXIMAS TEMPERATURAS MEDIAS EN EL TIEMPO DE UNA LLAMA, MEDIDAS EN EL EJE CENTRAL DEL INCENDIO Y PARA DIVERSOS COMBUSTIBLES.

En la regin de llama continan lastemperaturas del eje central. Estas sonconstantes y aproximadas a los 1000 C(1832 F) Como muestran los datos estatemperatura vara muy poco de uncombustible a otro.

Las llamas de metanol tienen temperaturassuperiores debido a la baja radiacin de lasmismas, ya que poseen ms holln mientrasque las llamas que emiten ms radiacinposeen temperaturas ms bajas.

Lo explicare de la de la siguiente manera,veamos

ZONA DE PLUMA: Las temperaturasmedias en el tiempo, (entre) el eje delincendio y en la regin de la plumadescienden desde unos 300C (572F) enla zona de llama intermitente, hastatemperatura ambiente, muy por encimade la llama visible.

En incendios de charco muy grande las llamas con ms hollnpueden alcanzar temperaturas del orden de 1200C (2192F)porque las emisiones por radiacin son relativamente mspequeas. Las temperaturas de las llamas de los acelerante noson superiores a los de los combustibles ordinarios, comomadera o plsticos.

Mximas Temperaturas Medias en el Tiempo de una Llama,Medidas en el Eje Central del Incendio y para DiversosCombustibles:Fuente (Llamas) C FBenceno 920 1690Gasolina 1026 1879Jp4 927 1700Keroseno 990 1814Metanol 1200 2190Madera 1027 1880

La llama:En la base de la llamaSe observa la quema Inicial de los gases, de manera circular sobre la base del plato. Ello evidencia que sonlos bordes en la Superficie y no el centrolos que logran quemar.Por una sencilla razn:En su base, el centro de la llama no logra una Interaccin completa entre Comburente y Combustible en su centro .

Zona de descomposicin y conversin de Lquido en vapor.

Estructura Trmica de una llama:Zona de Llama Continua (parte inferior de las llamas visibles)Las mximastemperaturas medias deuna llama a unadeterminada altura seencuentran en el ejecentral del incendio.Zona Intermitente enllamas (parte superior delas llamas visibles)Zona de Pluma (porencima de las llamasvisibles)

No se puede lidiar con el fuego si no somos capaces de entender cual es la dinmica de las llamas y sus valores trmicos aproximados:

Mximas Temperaturas Medias en el tiempo de una llamaZona de Llama IntermitenteZona de Pluma, Zona de Llama ContinuaFlujos de Calor procedentes de las llamas: en paredes, en superficies alejadas, techos, etc.

Ignicin de Slidos Combustibles: Materiales de alta densidad rebotan el calor ms rpido que los materiales de baja densidad.

La cantidad de rea de superficie a una masa dada tambin afecta la cantidad de energa necesaria para que se incendie el material.

Flash Point: Es la ms baja temperatura por lacul un lquido produce suficientes vaporespara mantener una llama momentnea en su

superficie.

Punto de Inflamabilidad (Fire Point) : Es la masbaja temperatura a la cual un lquido producesuficientes vapores para soportar una llamacontinua en su superficie.

Proceso que antecede la Combustin1) Una pieza de madera es calentada por una lmpara:2) A medida que aumenta la temperatura a 100 C, comienzan a salir gases de la madera. La madera comienza a secarse.3) La madera comienza a decolorarse cuando la temperatura sobrepasa los 250 C. Esta decoloracin es evidencia de la pirolisis. Esta va a penetrar ms profundamente en la madera a medida que el calor sigue aumentando.

4) Cuando la pirlisis se inicia, los gasescombustibles comienzan a salir en principioalgo lentos pero se van incrementando engran cantidad, si se le presenta el fuegoincandescente o una llama se dar inicio ala combustin. De lo contrario, se deberaumentar mucho ms la temperatura paraque se produzca la combustin espontnea.

El proceso de combustin va a descontinuar cuando se d una de estas 4 condiciones:

1) Cuando el material combustible se haya consumido.2) Cuando se reduzca la cantidad del agente oxidante.3) Se remueva suficiente calor para que no contine el proceso.4) Las llamas sean qumicamente inhibidas.

Cuando en una habitacin o espacio confinado semantienen las condiciones para que se d unbackdraft, pregunto, si ces la combustin, auncuando sabemos que hay un fuego incandescenteen el interior de esa habitacin.La contestacin es no, pero el efecto y la accin dela combustin ces al consumirse parcialmente eloxgeno del aire en dicha habitacin y se reactivarala combustin al manifestarse sus efectos y susacciones de concebirse el backdraft.

Etapas de la combustinINCIPIENTE: Es el inicio del fuego, en estaetapa no hay llamas visibles. Puedepermanecer en esta etapa por varias horas.(Puede precederle el Conato, fuego incipienteque no logra desarrollar y se apaga solo)

COMBUSTIN LIBRE: (Fase Estable) Seincrementa el consumo del materialcombustible y se crea una alta generacin decalor.(Mientras el oxigeno retroalimentaconstantemente la llama)

Smoldering: (Quema Lenta y suave)usualmente con algo de humo pero sin

llama.

Hay una reduccin de oxigeno en lacombustin y se reduce la produccin de

calor.

LLAMAS DE DIFUSIN: Esto significaque los gases o vapores que soportanla combustin se difunden hacia fuerade la superficie.

LLAMAS LAMINARES: Es donde laszonas de alta concentracin decombustibles, de mezcla y combustinestn correctamente definidas.

Unidades de Temperatura

Grado Centgrado (Celsius): Es 1/100 de la diferencia de la temperatura de derretirse el hielo y hervir el agua a una atmsfera de presin.

Unidades de CalorJoule: Es la energa necesaria para que una unidad de fuerza (1 newton) mueva un cuerpo a travs de una distancia (1 metro).

Watt: Es una medida de potencia, o de liberacin de energa. Es igual a un Julio por segundo (W=J/s). La cantidad de energa calorfica liberada por un incendio puede ser expresada en kilowatt o mega watt.

Liberacin de Energa de Algunos Incendios Tpicos

Cigarrillo encendido 5 W

Fsforo de madera 50 W

Zafacn de oficina con papel 150 KW

Silla pequea 150 - 250 KW

Silln reclinable 500 1,000 KW

Sof 1 3 MW

rbol de navidad 1 2 MW

Habitacin (Completamente Incendiada) 3 10 MW

Efectos de la Radiacin TrmicaCalor Radiante

(KW/m)Efecto Observado

1.0 Sol de verano directo 6.4