1El fuego y el calor. S u m a r i o El tetraedro del fuego Reacciones químicas Transmisión del calor

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1 1El fuego y el calor S u m a r i o 1.1. El tetraedro del fuego 1.2. Reacciones químicas 1.3. Transmisión del calor INVESTIGACIÓN DE INCENDIOS EN VEHÍCULOS 5

2 Capítulo 1 Desde el punto de vista de la investigación de las causas y orígenes de los incendios, una combustión es un proceso térmico en el que se produce una reacción con desprendimiento de calor (exotérmica), entre un combustible y un comburente, bajo determinadas condiciones que permiten o favorecen esa reacción EL TETRAEDRO DEL FUEGO Para que se produzca el fuego deben darse a la vez cuatro factores, que son los que componen el denominado tetraedro del fuego: Combustible: Es toda aquella sustancia que puede arder, de tipo sólido, líquido o gaseoso. Tetraedro del fuego Comburente: Es el agente gaseoso de la atmósfera que permite la combustión y desarrolla la oxidación. Calor: Toda sustancia debe adquirir calor para su ignición y, por lo tanto, para comenzar la combustión. Reacciones en cadena: Resultan necesarias para el desarrollo del incendio. Si en la reacción no existiera alguno de los componentes de este tetraedro, no se originaría el incendio o se extinguiría en poco tiempo, ya que cualquiera de ellos es imprescindible. La relación estequiométrica entre los reactivos, es decir, entre el combustible y el comburente, debe cumplir unos límites, fuera de los cuales no se produciría la reacción y, por tanto, no tendría lugar la combustión. Combustible sólido 6 EL FUEGO Y EL CALOR

3 Reacción química automantenida La combustión es un conjunto complejo de reacciones químicas que producen la oxidación rápida de un combustible, dando lugar a calor, luz y a distintos subproductos químicos. La oxidación lenta, como la de los metales, produce tan poco calor que no da lugar a combustión. La combustión automantenida se origina cuando la cantidad de calor procedente de una reacción exotérmica es radiada otra vez hacia el combustible, generando vapores y la ignición, en ausencia de la fuente original de ignición. La combustión de los sólidos se puede producir mediante dos mecanismos: las llamas y las brasas. La combustión con llama tiene lugar en la fase gaseosa o de vapor de un combustible. En los combustibles sólidos y líquidos, esta fase se produce por encima de su superficie. La combustión por brasas o sin llama es un fenómeno de combustión superficial con combustibles sólidos, que libera menos calor y no produce llama visible. Los incendios por brasas sufren con frecuencia una transición a combustión con llama, una vez que se alcanza la energía total suficiente o aparece una corriente de aire que acelere la combustión TRANSMISIÓN DEL CALOR La transmisión de calor es un factor determinante en los incendios, puesto que afecta a la ignición, desarrollo, propagación, disminución (reducción de la energía liberada) y extinción. Es importante distinguir entre calor y temperatura: Temperatura es una medida que expresa el grado de actividad molecular de un material en comparación con un punto de referencia, como el de congelación del agua. Calor es la energía necesaria para mantener o variar la temperatura de un objeto. Cuando se transmite energía calorífica a un objeto, su temperatura aumenta. Cuando ese objeto transmite calor, su temperatura disminuye. En un fuego, el calor se transmite siempre desde una masa a alta temperatura a otra a baja temperatura. La transmisión de calor se mide en términos de cantidad de energía por unidad de tiempo (Btu/s o kilowatios). Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre los objetos, mayor energía se transmitirá por unidad de tiempo y mayor será la velocidad de transmisión del calor. La transmisión del calor se realiza mediante tres mecanismos: conducción, convección y radiación. Los tres desempeñan un papel en la investigación de un incendio. a) Conducción Conducción es la forma de transmisión del calor que tiene lugar en los sólidos cuando se calienta una parte de un objeto. La energía se transmite desde la zona caliente hasta la fría, a una velocidad que depende de la diferencia de temperatura y de las propiedades físicas del material. Estas propiedades son su conductividad térmica (K) su densidad (ρ) y su capacidad calorífica (C). Si la conductividad térmica (K) es alta, también lo es la velocidad de transmisión de calor a través del material. Los metales tienen alta conductividad térmica, mientras que en los plásticos o el vidrio es baja. Si K y C son iguales, los materiales de mayor densidad (ρ) conducen el calor más rápido que los de menor densidad. Por eso, los 8 EL FUEGO Y EL CALOR

4 El combustible secundario alimenta y hace evolucionar y crecer el incendio. Como combustibles secundarios van a actuar todos aquellos materiales que pueden arder, no sólo aquellos en los que se originó el incendio. En un vehículo se pueden encontrar tres tipos de combustible: líquido, gaseoso y sólido. Combustibles líquidos Existe un número muy elevado de combustibles líquidos en un vehículo; combinados con una fuente de calor pueden producir un incendio. En cualquier caso, aunque no ocasionen directamente el incendio, con toda seguridad intervendrán en su evolución. Para que se produzca la combustión es necesario que el líquido se gasifique. Por lo tanto, el peligro de ignición es mayor en aquellos líquidos cuya ebullición sea más rápida o a menor temperatura. Los líquidos inflamables más comunes en los vehículos son la gasolina, el gasóleo, el líquido de frenos, el aceite del motor y del cambio, etc. Vehículo con el depósito de gasolina ardiendo PROPIEDADES DE LOS LÍQUIDOS INFLAMABLES Punto de Temperatura Límite de inflamabilidad inflamación de ignición Inferior Superior Líquido ºC ºC % % Gasolina -45 a Diésel (fuel oil #2) Líquido de frenos n/a n/a Aceite de servodirección > Aceite de motor Aceite de caja de cambios > Aceite de transmisión automática > Etilenglicol (anticongelante) Propilenglicol (anticongelante) Metanol ELEMENTOS COMBUSTIBLES EN LOS VEHÍCULOS

5 3 Origen del incendio en vehículos S u m a r i o 3.1. Naturaleza del incendio 3.2. Fuentes de calor en un vehículo INVESTIGACIÓN DE INCENDIOS EN VEHÍCULOS 17

6 Llama directa La llama directa puede originarse por una cerilla o un mechero en el interior del habitáculo de pasajeros o en el carburador en vehículos alimentados de esta forma (cada vez más escasos y sustituidos por los sistemas de inyección) Fricción Dos superficies en contacto, con rozamiento, producen calor, por lo que resulta imprescindible que este calor se disipe convenientemente para evitar el aumento de la temperatura. Esta fricción se da entre una correa y una polea o, a veces, cuando una pieza se desprende sobre una correa y se produce el rozamiento entre ambas Chispas Incendio con origen en el calentamiento de la correa del motor Las chispas de origen mecánico son partículas incandescentes causadas por el rozamiento entre dos superficies metálicas. Estas chispas pueden generarse al rozar el acero con el pavimento, alcanzando temperaturas superiores a los ºC. El magnesio también es un metal cuyas chispas pueden producir un foco de ignición, a diferencia del aluminio, cuyo roce con el asfalto genera chispas que no son posibles focos de ignición. Incendio provocado por el rozamiento contra el asfalto Superficies calientes El sistema de escape de un vehículo dispone de una serie de conductos metálicos que, en contacto con los gases de escape, se calientan hasta temperaturas extremas, pudiendo hacer arder a algunos de los combustibles del vehículo. El colector de escape, el silenciador y el catalizador son elementos a los que se debe prestar una atención máxima. De hecho, la superficie exterior de estas piezas puede alcanzar temperaturas superiores a los 300 ºC. Escape y silenciador INVESTIGACIÓN DE INCENDIOS EN VEHÍCULOS 19

7 4 Ensayos de componentes y análisis de vehículos incendiados S u m a r i o 4.1. Ensayos de componentes de vehículos Toma de datos en un vehículo incendiado Análisis del lugar del incendio Análisis del vehículo incendiado. INVESTIGACIÓN DE INCENDIOS EN VEHÍCULOS 23

8 ELEMENTO: VEHÍCULO: Mazo de cables Peugeot 306 cabrio DESCRIPCIÓN DE LAS PRUEBAS Prueba 1 Conectamos el mazo de cables a una batería en circuito. Posteriormente, seccionamos dicho mazo para comprobar su estado, cómo se ha sobrecalentado y su afectación interna. Comprobamos el estado de los elementos circundantes afectados. Prueba 2 Se somete a llama directa a un grupo de cuatro cables de diferentes espesores hasta que arde su superficie plástica de protección e, incluso, hasta que se ha carbonizado y desprendido el cable. Se han calentado con lamparilla de gas, sobrepasando los 200 ºC con llama directa. CARACTERÍSTICAS DEL ELEMENTO La energía eléctrica debe ser transportada entre los diferentes aparatos receptores por medio de conductores que opongan la menor resistencia posible al paso de la corriente y, así mismo, la protejan de roces y humedades. Normalmente, estos cables son de cobre, recubiertos con un material aislante. El grosor de los cables vendrá determinado en función de su tensión de trabajo: cables de baja y de alta tensión. Existe una normativa de obligado cumplimiento que exige la adecuada protección exterior de los cables eléctricos contra la humedad, el barro y, fundamentalmente, contra golpes: a) Tubos de goma y caperuzas que amortigüen debidamente los golpes. b) Tubos de plástico flexibles que protejan los cables expuestos a una mayor suciedad, como por ejemplo, los cables que suministran corriente a los faros, que pasan por debajo del guardabarros. Es necesario, para el correcto funcionamiento del cableado, cumplir las precauciones indicadas por el fabricante del vehículo y realizar el control adecuado para asegurar el buen estado del cableado. El mazo de cables de la prueba está en buen estado y protegido en conducción plástica. INVESTIGACIÓN DE INCENDIOS EN VEHÍCULOS 25

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