TEMA 1: FENOMENOS RELACIONADOS CON EL FUEGO
FENÓMENOS RELACIONADOS CON EL FUEGO
HISTORIA DEL FUEGO
Hace 500.000 años nuestros antepasados humanos habitaban en una tierra inhóspita, plagada de calamidades naturales, entre las que el fuego era la más temible y frecuente. Cuando el resplandor fugitivo del rayo o la centella, arrasaba extensiones de grandes árboles produciendo un destello brillante y fuego, el hombre huía como otros animales y se escondía atemorizado en el fondo de su caverna.Sin embargo, el tiempo y su curiosidad le llevaron a observar el fulgor extraño y atrayente que quedaba sobre la tierra y lo llevo con cuidado a su caverna, conservándolo con ramos caído de los árboles. Su presencia le producía una extraña y sosegada confianza en sí mismo. Después vino el gran descubrimiento frotando una con dos piedras de sílex, aparecía una chispa que producía también el fuego tan celosamente conservado. Este hallazgo fue considerado el primero y más grande descubrimiento de la humanidad y cambio el curso de la supervivencia del hombre.
El fuego le sirvió para protegerse del frío invernal a la entrada de su gruta, le defendió del ataque de los grandes animales que no podía combatir, la carne que consumía como alimento tenia mejor sabor tostándola sobre el fuego, que comiéndola cruda como hasta entonces había hecho, y cuando tuvo al fuego totalmente dominado ataco a las fieras primitivas con teas llameantes y si era herido cauterizaba su piel sobre los rescoldos, con grandes alaridos de dolor.
El fuego estaba dominado por el hombre, pero a veces se volvía contra él. Consciente del poder destructivo del fuego lo utilizó en las guerras para incendiar y destruir las aldeas de tribus enemigas y reglamentó su uso para defender sus viviendas y demás enseres de la destrucción cuando tenían que ausentarse para cazar, pastorear o arar la tierra. Así comenzaron casi en los albores de la humanidad la lucha y protección, contra el fuego y los incendios.
TEORÍAS DEL FUEGO
TEORÍA DEL FLOGISTO
Desarrollada por el físico alemán Johan Becher (1635-1682) que expresaba que toda sustancia capaz de quemarse era debido a que contenía en sus componentes una sustancia llamada flogisto. En 1702, Georg Ernest Stahl (1660-1734), siguiendo las ideas de su maestro J.J.Becher desarrolló la teoría del flogisto para poder explicar la combustión.El flogisto o principio inflamable, descendiente directo del "azufre" de los alquimistas y más remoto del antiguo elemento "fuego" seria una sustancia imponderable, misteriosa, que formaba parte de los cuerpos combustibles. Cuanto más flogisto tuviese un cuerpo, mejor combustible seria. Los procesos de combustión suponían la pérdida del mismo en el aire. Lo que quedaba tras la combustión no tenía flogisto y, por tanto, no podía seguir ardiendo. El aire era indispensable para la combustión, pero con carácter de mero auxiliar mecánico.
Las reacciones de calcinación de los metales se interpretaban a la luz de esta teoría del siguiente modo: el metal, al calentarse perdía flogisto y se transformaba en su cal.
Es precisamente aquí donde falla la teoría del flogisto. ¿Cómo la cal es más pesada que el metal correspondiente, pese a que éste ha perdido flogisto?. Este problema sin resolver no era tan serio en el siglo XVIII como nos parece hoy a nosotros. Mientras la teoría del flogisto explicase los cambios de aspecto y las propiedades, cabía ignorar las variaciones en la masa. Fue Lavoisier quien demostró la inexistencia del flogisto.
TRIÁNGULO DEL FUEGO:
TETRAEDRO DEL FUEGO:
Lo mismo que el cuerpo humano necesita aire, alimento y un sistema circulatorio para poder existir, de tal manera que el fuego según la Teoría Moderna de la Combustión tiene cuatro (04) elementos y no tres (03) como se sabía hasta el momento y esto es lo que forma el tetraedro del fuego. La razón para usar un tetraedro y no un cuadrado es que cada uno de los cuatro elementos está adyacente y en conexión con cada uno de los otros tres elementos. Al retirar uno o más de los cuatro elementos del tetraedro hará que el fuego quede extinguido.
TÉRMINOS BÁSICOS
COMBUSTIÓN.
Se basa en la reacción química exotérmica de una sustancia o mezcla de sustancias llamada combustible con el oxígeno. Es característica de esta reacción la formación de una llama, que es la masa gaseosa incandescente que emite luz y calor, que está en contacto con la sustancia combustible.FUEGO
Es el proceso de interacción entre varios elementos (Combustible, Oxigeno, Temperatura y Reacción en cadena) provocando una combustión u oxidación rápida de los materiales con desprendimiento de luz y calor acompañado de humo y/o llamas.INCENDIO
Es el proceso de fuego cuando se propaga de forma incontrolada en tiempo y espacio.
COMBUSTIÓN SÚBITA GENERALIZADA O FLASHOVER
Es una fase de transición en el desarrollo de un incendio en un compartimiento, en el cual los combustibles expuestos a la radiación térmica alcanzan su temperatura de ignición más o menos simultáneamente y el fuego se propaga rápidamente, resultando en la implicación total de la habitación o del espacio.
Es una fase de transición en el desarrollo de un incendio en un compartimiento, en el cual los combustibles expuestos a la radiación térmica alcanzan su temperatura de ignición más o menos simultáneamente y el fuego se propaga rápidamente, resultando en la implicación total de la habitación o del espacio.
Típicamente, cuando comienza un fuego en un compartimiento sólo hay un elemento combustible en llamas. Esto produce un penacho de fuego que sube y comienza a transferir calor principalmente por convección de los gases que se generan. En este punto del incendio el efecto de la transferencia de calor a otros elementos combustibles y a las paredes, piso y techo del compartimiento es relativamente pequeño. A medida que el penacho de gases y otros productos calientes de la combustión empiezan a acumularse por debajo del techo y a propagarse lateralmente, se forma una capa caliente superior. Desde este punto en el incendio, el calentamiento por radiación ocurre tanto desde el penacho de fuego como de la capa caliente superior.
A medida que esta capa caliente crece hacia abajo e incrementa su temperatura, el calor radiante transferido dentro del compartimiento también se incrementa. La energía calorífica radiada desde la base de la capa caliente superior aumenta la temperatura de las superficies de los combustibles que se encuentran en la parte baja del compartimiento. Estos combustibles típicamente incluyen mobiliarios, contenidos, revestimiento de paredes y pisos.
En el mismo orden de ideas, a medida que el fuego sigue creciendo, la tasa de liberación de calor desde el penacho de fuego y la temperatura de la capa superior se incrementan. Esto, aunado a que la distancia entre la base de dicha capa superior y los combustibles en la parte baja decrece, conlleva a que el flujo radiante sobre esos combustibles no quemados, pero ahora pirolizando, crezca exponencialmente. Así, el fuego crece y la tasa de flujo radiante se incrementa hasta que ocurre la casi simultánea ignición de los combustibles ubicados en la parte baja del compartimiento. Esto es flashover.
IGNICIÓN DE CAPA DE HUMO O FLAMEOVER
La condición en la que combustible no quemado (pirolizado) del fuego originario se ha acumulado a nivel del techo, hasta una concentración suficiente (es decir, en o por encima del límite inferior de inflamabilidad) que se inflama y se quema. Como se sabe, cuando comienza un fuego en un compartimiento, por lo general sólo hay un elemento combustible en llamas. Esto produce un penacho de fuego que sube y comienza a transferir calor principalmente por convección de los gases que se generan.
La condición en la que combustible no quemado (pirolizado) del fuego originario se ha acumulado a nivel del techo, hasta una concentración suficiente (es decir, en o por encima del límite inferior de inflamabilidad) que se inflama y se quema. Como se sabe, cuando comienza un fuego en un compartimiento, por lo general sólo hay un elemento combustible en llamas. Esto produce un penacho de fuego que sube y comienza a transferir calor principalmente por convección de los gases que se generan.
En consecuencia, a medida que el penacho de gases y otros productos calientes de la combustión empiezan a acumularse por debajo del techo y a propagarse lateralmente, se forma una capa caliente superior. En este punto del incendio, el calentamiento por radiación ocurre tanto desde el penacho de fuego como de la capa caliente superior. A medida que la temperatura de la capa caliente superior se incrementa, los gases combustibles no quemados que se han estado acumulando gradualmente pueden alcanzar su temperatura de auto ignición y comenzar a encenderse.
Para que la ignición ocurra, estos gases deben haberse mezclado con aire fresco para llevar a la mezcla dentro de sus límites inflamables. Este aire fresco es arrastrado desde el compartimiento en la base de la capa superior. Mientras este proceso continúa, los gases inflamados se unirán en un frente de llama que comenzará a propagarse a través del compartimiento, típicamente deslizándose a través del techo. Un flameover a menudo precede un flashover, pero no es un evento requerido para que éste ocurra.
BACKDRAFT
Es una deflagración resultante de la introducción repentina de aire en un espacio confinado donde se desarrolla un incendio con una alta concentración de productos de la pirólisis por una combustión incompleta. Al fenómeno también se le conoce como explosión de humo. La ventilación limitada durante un fuego encerrado puede conducir a la producción de una gran cantidad de gases (productos de la pirólisis) no quemados. Cuando se presenta repentinamente una abertura, el aire entrante forma una corriente y comienza a mezclarse con estos productos, creando una mezcla combustible dentro del recinto.
Es una deflagración resultante de la introducción repentina de aire en un espacio confinado donde se desarrolla un incendio con una alta concentración de productos de la pirólisis por una combustión incompleta. Al fenómeno también se le conoce como explosión de humo. La ventilación limitada durante un fuego encerrado puede conducir a la producción de una gran cantidad de gases (productos de la pirólisis) no quemados. Cuando se presenta repentinamente una abertura, el aire entrante forma una corriente y comienza a mezclarse con estos productos, creando una mezcla combustible dentro del recinto.
Alguna fuente de ignición, tal como una brasa, puede incendiar esta mezcla, resultando en una combustión extremadamente rápida que expulsa los gases a través de la abertura y causa una bola de fuego fuera del recinto. La velocidad a la cual la llama progresa a través de los gases sin quemar determinará si ocurrirá una explosión y creará daño estructural. El fenómeno puede ser extremadamente peligroso.
BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion)
Explosión por la expansión del vapor de un líquido en ebullición. Un BLEVE es una explosión debida a la violenta expansión del vapor generado por la ebullición de un líquido liberado súbitamente de un recipiente que está a alta presión, y que en condiciones ambientales de presión y temperatura sería un gas. La causa de la explosión es la rotura del recipiente, que puede ser debida a una sobrepresión, a un impacto externo o a un fallo mecánico. Si el vapor es combustible, después del BLEVE, puede producirse una bola de fuego e incluso una explosión de nube de vapor.
Explosión por la expansión del vapor de un líquido en ebullición. Un BLEVE es una explosión debida a la violenta expansión del vapor generado por la ebullición de un líquido liberado súbitamente de un recipiente que está a alta presión, y que en condiciones ambientales de presión y temperatura sería un gas. La causa de la explosión es la rotura del recipiente, que puede ser debida a una sobrepresión, a un impacto externo o a un fallo mecánico. Si el vapor es combustible, después del BLEVE, puede producirse una bola de fuego e incluso una explosión de nube de vapor.
Los gases licuados se almacenan en recipientes a temperaturas por encima de sus puntos de ebullición normales, y permanecen bajo presión mientras el contenedor permanece cerrado a la atmósfera. Si la presión se reduce a la presión atmosférica se provoca la vaporización muy rápida de una porción del líquido. Esta vaporización se acompaña de una gran expansión de líquido a vapor.
La reducción de la presión interna al nivel atmosférico en un contenedor resulta del hecho de que el mismo pierde su capacidad de retener la presión para la que estaba diseñado. Esta falla frecuentemente se debe al debilitamiento del metal del recipiente por el contacto con una llama, pero también puede ser el resultado de un fallo mecánico del recipiente debido al adelgazamiento de la pared por la corrosión, una perforación o un corte.
Cuando el recipiente falla debido al sobrecalentamiento del metal por una llama, el fallo típicamente se origina en la zona del espacio ocupado por vapor. El casco de metal del tanque calentado se estira y se adelgaza en el punto donde impacta la llama. A medida que esto sucede, comienza un desgarro longitudinal que se alarga hasta alcanzar una dimensión crítica. Cuando esto ocurre, el metal se vuelve quebradizo y el desgarro se propaga a velocidad sónica a través del casco del tanque en las direcciones longitudinal y circunferencial. Como resultado, el recipiente típicamente se separa en dos o más piezas las cuales normalmente son propulsadas a una gran distancia.
El proceso de expansión de líquido a vapor proporciona la energía para la mezcla rápida del vapor y el aire dando por resultado una bola de fuego característica, después de la ignición de la nube por el fuego que causó el BLEVE, dado que muchas de las gotas atomizadas se queman al volar por el aire.
BOLA DE FUEGO (FIREBALL)
Combustión de aportación que se produce cuando se libera en el ambiente una masa de gas o polvo combustible y entra inmediatamente en ignición. La liberación previa a la bola de fuego puede ser explosiva (si es súbita y el gas está a alta presión) o no explosiva (si no es súbita y el gas está a una presión cercana a la atmosférica). La ignición inmediata no da tiempo a que el combustible se premezcle con el aire. El combustible y el aire se van incorporando, por difusión, al frente de la llama. La “bola” inicialmente tiene una forma esferoidal y posteriormente adquiere una forma de hongo. La combustión es muy rápida, pero no genera ondas de presión significativas. La bola de fuego constituye un incendio “rápido”, no una explosión.
Combustión de aportación que se produce cuando se libera en el ambiente una masa de gas o polvo combustible y entra inmediatamente en ignición. La liberación previa a la bola de fuego puede ser explosiva (si es súbita y el gas está a alta presión) o no explosiva (si no es súbita y el gas está a una presión cercana a la atmosférica). La ignición inmediata no da tiempo a que el combustible se premezcle con el aire. El combustible y el aire se van incorporando, por difusión, al frente de la llama. La “bola” inicialmente tiene una forma esferoidal y posteriormente adquiere una forma de hongo. La combustión es muy rápida, pero no genera ondas de presión significativas. La bola de fuego constituye un incendio “rápido”, no una explosión.
REBOSAMIENTO POR EBULLICIÓN (Boil-Over)
Un evento que se presenta en incendios de ciertos hidrocarburos en un tanque abierto cuando, después de un largo período de quemado, hay un aumento repentino en la intensidad del fuego asociado con la expulsión violenta del combustible incendiado del tanque.
Un evento que se presenta en incendios de ciertos hidrocarburos en un tanque abierto cuando, después de un largo período de quemado, hay un aumento repentino en la intensidad del fuego asociado con la expulsión violenta del combustible incendiado del tanque.
El Boilover ocurre cuando un tanque abierto de hidrocarburo está involucrado en un incendio. A medida que el fuego arde, a capa superficial se agota de sus componentes volátiles, los residuos de la combustión se vuelven más densos que el hidrocarburo no quemado y se hunden por debajo de la superficie para formar gradualmente una capa caliente, la cual progresa hacia abajo mucho más rápido que la regresión de la superficie del líquido.
Cuando esta capa caliente, llamada “onda de calor”, alcanza agua o emulsión agua/aceite en el fondo del tanque, el agua se sobrecalienta y luego hierve casi explosivamente, rebosando el tanque y causando la propagación brusca del combustible incendiado en una amplia zona y una bola de fuego por encima del tanque. Los hidrocarburos sujetos a Boilover consisten en productos que tienen un amplio rango de puntos de ebullición, incluyendo tanto componentes ligeros como residuos viscosos. Estas características están presentes en la mayoría de los hidrocarburos crudos y pueden ser producidas también en mezclas sintéticas.
REBOSAMIENTO SUPERFICIAL (Slop Over)
Fenómeno que se produce en el transcurso de la lucha contra incendios en un líquido viscoso, al aplicar agua o espuma sobre la superficie caliente del líquido incendiado, cuya temperatura supera el punto de ebullición del agua. En este caso, la evaporación súbita del agua aplicada origina el rebosamiento del líquido incendiado, como en el boílover pero con menor violencia.
Fenómeno que se produce en el transcurso de la lucha contra incendios en un líquido viscoso, al aplicar agua o espuma sobre la superficie caliente del líquido incendiado, cuya temperatura supera el punto de ebullición del agua. En este caso, la evaporación súbita del agua aplicada origina el rebosamiento del líquido incendiado, como en el boílover pero con menor violencia.
EXPLOSIÓN DE NUBE DE VAPOR
Explosión debida a la ignición diferida de una nube de gas combustible y aire de grandes dimensiones y su correspondiente combustión de propagación. La nube se forma a consecuencia de la liberación en el ambiente de una gran masa de combustible, de densidad superior a la del aire. Entre la liberación y la ignición transcurre el tiempo suficiente para que la masa de gas sea grande y se mezcle con el aire dentro de los límites de inflamabilidad.
Explosión debida a la ignición diferida de una nube de gas combustible y aire de grandes dimensiones y su correspondiente combustión de propagación. La nube se forma a consecuencia de la liberación en el ambiente de una gran masa de combustible, de densidad superior a la del aire. Entre la liberación y la ignición transcurre el tiempo suficiente para que la masa de gas sea grande y se mezcle con el aire dentro de los límites de inflamabilidad.
FOGONAZO (Flash Fire)
Un incendio que se propaga por medio de un frente de llama rápidamente a través de un combustible difuso, como polvo, gas o los vapores de un líquido inflamable, sin la producción de presión dañina.
Un incendio que se propaga por medio de un frente de llama rápidamente a través de un combustible difuso, como polvo, gas o los vapores de un líquido inflamable, sin la producción de presión dañina.
Bibliografía
The Current Knowledge & Training Regarding Backdraft, Flashover, and other Rapid Fire Progression Phenomena. Gregory E. Gorbett, Ronald Hopkins. 2007
NFPA Fire Protection Handbook, Twentieth Edition
NFPA 921, Guide for Fire and Explosion Investigations, 2011 Edition
NFPA Flammable and Combustible Liquids Code Handbook, Seventh Edition
Diccionario Básico de Bomberos. Rafael Uzcátegui. 2001
Fenómenos en incendios http://www.contraincendio.com.ve
VIDEOS BOILOVER
BOILOVER EN TACOA
VÍDEO DE BLEVE
Comentarios
Publicar un comentario