COMPORTAMIENTO DEL INCENDIO FORESTAL

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1 COMPORTAMIENTO DEL INCENDIO FORESTAL Documento borrador. Texto e imágenes (Formato PDF) Mayo, 2011 Sección A. Principios básicos del comportamiento del incendio... 3 A.1 Introducción... 5 A.2 Factores que afectan al comportamiento del incendio... 7 A.3 Efectos en el incendio A.4 Retroalimentación del incendio. Ambiente de fuego A.5 Terminología Sección B. Meteorología B.1 Introducción B.2 La Atmósfera B.3 Movimientos atmosféricos B.4 Masas de aire B.5 Humedad relativa B.6 Factores que modifican la temperatura y la humedad relativa B.7 Estabilidad atmosférica B.8 Nubes B.9 Atmósfera inestable B.10 Viento B.11 Condiciones sinópticas que favorecen episodios de incendios forestales Sección C. Combustibles C.1 Introducción C.2 Distribución vertical del combustible C.3 Características del combustible C.4 Disponibilidad del combustible Comportamiento del incendio forestal. 1

2 C.5 Modelos de combustible según el comportamiento del incendio Sección D. Topografía D.1 Introducción D.2 Efecto de la altura sobre los combustibles D.3 Orientación D.4 Pendiente D.5 La forma del territorio D.6 Barreras Sección E. Comportamiento extremo E.1 Introducción E.2 Factores que contribuyen al comportamiento extremo E.3 Fuego de copas E.4 Focos secundarios E.5 Vórtices Sección F. Bibliografía Comportamiento del incendio forestal. 2

3 COMPORTAMIENTO DEL INCENDIO FORESTAL Documento borrador. Texto e imágenes (Formato PDF) Mayo, 2011 SECCIÓN A PRINCIPIOS BÁSICOS DEL COMPORTAMIENTO DEL INCENDIO CONTENIDO A.1 Introducción... 4 A.2 Factores que afectan al comportamiento del incendio... 7 A.2.1 Meteorología... 8 A.2.2 Topografía... 8 A.2.3 Combustibles... 9 A.3 Efectos en el incendio A.3.1 Ignición A.3.2 Transferencia de calor A Convección A Radiación A Conducción A.3.3 Intensidad lineal del incendio A Altura y longitud de llama A.3.4 Velocidad de propagación A.3.5 Patrones básicos de propagación A Frentes lineales A Frentes irregulares y por puntos de fuego A.3.6 Focos secundarios A Salto mecánico Principios básicos del comportamiento del incendio. 3

4 A Convección A Viento A Gravedad A.4 Retroalimentación del incendio. Ambiente de fuego A.4.1 Intensidad del incendio A.4.2 Estabilidad atmosférica A.4.3 Vientos en altura A.5 Terminología A.5.1 Entorno de fuego abierto y cerrado A.5.2 Fuego de subsuelo A.5.3 Fuego de superficie A.5.4 Fuego de copas A.5.5 Frente de llamas A.5.6 Tipos de propagación A Fuego de cabeza A Fuego de cola A Fuego de flanco A Propagación por succión del frente principal Tablas de contenido Factores del incendio. Efectos en el tiempo y el espacio Principios básicos del comportamiento del incendio. 4

5 OBJETIVO Cuando termine esta sección, usted debería poder: Describir los tres componentes que modifican el comportamiento de un incendio forestal; Enumerar y dar ejemplos de los tres métodos de transferencia de calor; Enumerar tres métodos de transporte de pavesas en incendios forestales; Explicar la relación entre la altura y la longitud de las llamas y su relación con la intensidad en el frente de llamas; Describir los factores ambientales básicos que afectan a la ignición, la intensidad del fuego y la velocidad de propagación de los incendios forestales; Relacionar incendios forestales de diferentes intensidades y el entorno en el que se desarrollan; Utilizar terminología estándar para describir el comportamiento del fuego. A.1 INTRODUCCIÓN Un fuego que se inicia o se desarrolla en un entorno forestal sigue el esquema típico de cualquier otro tipo de fuego. Básicamente, se trata de una reacción química de oxidación rápida de combustible vegetal, en presencia de suficiente comburente como para sustentar la reacción, y a la cual es necesario aplicar calor (en el caso de la madera, aproximadamente 300 C) para que inicie el proceso. Esta reacción da como resultado, entre otros elementos, dióxido de carbono, calor, partículas volátiles en forma de humo, y luz. Los tres elementos deben estar presentes y es necesario que se combinen correctamente para iniciar esta reacción. Tiene que haber combustible para quemar, aire para dotar de oxígeno a la reacción, y finalmente, calor para poder iniciar y dar continuidad al proceso de combustión. Ante una reacción química tan simple, Cómo es posible que un incendio forestal devore miles de hectáreas en pocas horas, con frentes de fuego continuos o por puntos kilométricos, a un ritmo de propagación superior a los 2 Km/h, y que al día siguiente, este mismo incendio pueda ser controlado por los equipos de extinción sin demasiados problemas?, o a la inversa, Un incendio forestal que no ha supuesto un gran esfuerzo de control, pasadas unas horas después de la fase de liquidación, de repente explota en todas direcciones, con reproducciones violentas Por qué que un incendio se propaga en superficie, pasa a copas, deja sin quemar una parte del combustible, y consume totalmente otra parte? Los incendios forestales se generan y desarrollan sobre combustible vegetal en un entorno exterior. En consecuencia, este combustible expuesto se verá afectado por cualquier variación que se produzca en este entorno. Recuerde que el combustible vegetal es un sólido que sólo podrá iniciar la reacción exotérmica en Principios básicos del comportamiento del incendio. 5

6 unas condiciones muy determinadas. Si no se dan, o cambian estas condiciones, el combustible vegetal no podrá iniciar o mantener el proceso de combustión. El principal factor que hará que un combustible vegetal esté disponible para iniciar, mantener, o autoalimentar la reacción de combustión será el contenido en humedad de la masa combustible. Como veremos posteriormente, este contenido en humedad está regulado por múltiples factores (meteorológicos, topográficos, y del propio combustible), pero hay una regla incuestionable y conocida por todos los bomberos: En un incendio forestal quemará todo lo que esté lo suficientemente seco como para quemar. Esta es la respuesta a las preguntas que nos hacíamos antes, Qué ha cambiado en un incendio con una alta capacidad destructiva para que posteriormente pueda entrar en capacidad de extinción? La masa forestal, o una parte importante del combustible, han perdido su disponibilidad para quemar; Qué ha cambiado en el combustible para que un incendio en fase de liquidación, explote por todos lados? El combustible con una alta capacidad de intercambio de humedad con su entorno inmediato ha vuelto a entrar en disponibilidad, incluso una vez lo hemos remojado con las instalaciones de agua. Qué cambia en diferentes combustibles para que unos quemen y otros no? La diferencia de consumo entre diferentes combustibles está regulada por su diferente contenido en humedad, unos están disponibles y otros no. Una gran masa forestal con la totalidad de su combustible disponible tendrá la capacidad de crear su propio ambiente de fuego, que, una vez instaurado, mantendrá un comportamiento extremo con independencia del resto de factores del entorno hasta que se agote el combustible disponible. Esta es la base primaria de los Grandes Incendios Forestales (GIF) más destructivos que ha sufrido Cataluña en los últimos veinte años. Fig. A1 Ejemplo del efecto de la disponibilidad de combustible. Mientras los combustibles pesados generan una intensidad fuera del tramo de control de extinción, los combustibles finos, con un alto contenido de humedad, no queman. Navarcles, Principios básicos del comportamiento del incendio. 6

7 Una vez se inicia o se propaga un incendio sobre un lecho de combustible disponible, otros factores modificarán su comportamiento. Unos son muy claros, en una calurosa tarde de verano un incendio situado en la base de una ladera soleada quemará hasta la cresta. Otros son más sutiles, pero igualmente importantes, el viraje horario de la brisa marina puede marcar el comportamiento de un incendio forestal en la zona litoral y prelitoral, la presencia de una tormenta a kilómetros de un incendio influirá en las tácticas de extinción aplicables a este incendio. Conocer los factores que afectan a un determinado tipo de incendio (topográfico, dirigido por viento, o convectivo) nos facilitará seleccionar las tácticas adecuadas para enfrentarnos con eficacia y seguridad al incendio. Conocer los factores que afectan al comportamiento del incendio nos permitirá seleccionar puntos críticos donde el comportamiento favorezca las tareas de extinción, una inversión de la pendiente o una vertiente no expuesta, y evitar los puntos donde el comportamiento quedará fuera de nuestra capacidad de extinción. Nos permitirá ubicar líneas de control en emplazamientos seguros, y evitar situarlas donde el riesgo o la eficacia sea marginal. Conocer cómo se propagará y cómo será el comportamiento del incendio en un futuro medible es la clave de la seguridad y la eficacia en la extinción de incendios forestales. Esta sección es introductoria a las posteriores secciones de comportamiento del incendio forestal. Puede encontrar más información de los diferentes aspectos que se presentan en esta guía en las respectivas secciones de comportamiento: Sección B "Meteorología", Sección C "Combustibles, Sección D Topografía", Sección E "Comportamiento Extremo". Asimismo, le recomendamos la lectura del capítulo "Tipología de Incendios y Tácticas Asociadas". A.2 FACTORES QUE AFECTAN AL COMPORTAMIENTO DEL INCENDIO Los tres componentes que controlan el comportamiento del incendio son la meteorología, la topografía y los combustibles. El comportamiento del incendio depende de las condiciones que presentan los tres componentes en un momento dado. El triángulo muestra esta relación de dependencia y se puede evaluar en términos de la relativa importancia de cada componente. En un área donde los combustibles son abundantes y secos, el tiempo es caluroso, seco y ventoso, y la disposición de los vientos y los combustibles en el terreno es favorable, existe la posibilidad que un incendio muestre un comportamiento extremo. La velocidad de propagación del incendio, su intensidad, y otras características responden a estos factores. A su vez, algunos de estos factores se ven influidos por el propio incendio. Este proceso está en constante evolución y cambio. Debe esperar en todos los incendios que sus condiciones cambien a lo largo del tiempo y del espacio. Principios básicos del comportamiento del incendio. 7

8 Fig. A2 Todos los factores interactúan los unos sobre los otros conformar un comportamiento del incendio específico en un determinado momento. Cuando los factores cambian, el comportamiento del incendio también lo hace. A.2.1 Meteorología Las condiciones del tiempo constituyen el componente más variable del comportamiento del incendio. Los factores meteorológicos pueden cambiar rápidamente debido a los cambios en las masas de aire, el ciclo diurno (noche y día), y efectos locales como la topografía. Además, las condiciones cambian en el espacio, por lo que no experimentamos las mismas condiciones en diferentes partes del incendio. Los principales factores meteorológicos que influyen en el comportamiento del incendio son: Temperatura. Humedad relativa. Estabilidad atmosférica. Dirección y velocidad del viento. Precipitación. Cada uno de estos factores meteorológicos puede afectar el comportamiento del incendio y todos juntos pueden contribuir a crear un comportamiento extremo del incendio. A.2.2 Topografía La topografía es el factor más constante de los tres componentes de comportamiento del incendio. Sin embargo, las características topográficas pueden variar enormemente con la distancia. Los factores topográficos más importantes para el comportamiento de un incendio son: Principios básicos del comportamiento del incendio. 8

9 Altura. Posición respecto a la pendiente. Orientación. Rugosidad del terreno Pendiente de la ladera. El más importante de estos factores topográficos es la pendiente de la ladera, ya que los cambios en la pendiente producen efectos directos e importantes en el comportamiento del incendio. A.2.3 Combustibles La presencia de combustibles es obviamente muy importante para el comportamiento del incendio. Además, ciertas características específicas afectan el comportamiento de los fuegos forestales: Carga de combustible. Tamaño y forma. Compactación. Continuidad horizontal y vertical. Contenido químico. Estos factores pueden variar en el tiempo y en el espacio, pero las variaciones temporales suelen producirse muy lentamente. Otros factores importantes que afectan el comportamiento del incendio son la humedad y la temperatura del combustible, los cuales se ven directamente afectados por los tres componentes del triángulo. La humedad y temperatura del combustible pueden cambiar en muy poco tiempo y, por tanto, pueden causar cambios súbitos en el comportamiento del incendio. Cada uno de estos componentes varía según el momento del día. Es muy importante que conozca qué cambios se están produciendo y cuáles serán los efectos de estos cambios. Algunos de estos cambios son fácilmente predecibles, otras son mucho más sutiles. Algunos cambian con el tiempo y otros son fijos. Principios básicos del comportamiento del incendio. 9

10 Factores del incendio. Efectos en el tiempo y el espacio Tiempo Espacio Efecto Meteorología Temperatura Humedad relativa Estabilidad atmosférica Velocidad y dirección del viento Precipitación Los factores meteorológicos cambian constantemente. Esto afecta a la humedad del combustible y estado vegetativo. Se producirán cambios significativos con los patrones de topografía y meteorología. Causa un cambio en la velocidad de propagación, dirección de la propagación e intensidad del incendio. Topografía Carga de combustible Dimensiones y forma Compactación Continuidad horizontal Distribución vertical Considere estos factores como constantes. Los cambios se producirán especialmente en terrenos escarpados y montañosos. Produce cambios en la dirección y velocidad de propagación. Contenido químico Combustibles Altura Posición sobre la pendiente Orientación Morfología del terreno Gradiente de la pendiente La humedad del combustible vivo y muerto cambiará. Los cambios pueden estar causados por insectos, talas, incendios, y una meteorología adversa. La meteorología y la topografía alterarán el tipo de combustible. Aumentará la intensidad del incendio cuando más combustible se vuelva disponible. Tabla A1 Los factores que afectan al comportamiento del incendio tienen consecuencias diferentes en el espacio y en el tiempo. Conocer esta relación espacio/tiempo puede ayudarle a elaborar su plan de actuación. A.3 EFECTOS EN EL INCENDIO Los bomberos deben estar atentos a los efectos del comportamiento del incendio en la ignición, la intensidad y la velocidad de propagación de los incendios forestales. Aunque cada uno de los componentes del entorno afecta a todos los factores individuales, ciertos componentes influyen en un determinado tipo de comportamiento. A.3.1 Ignición La inflamación de los combustibles forestales necesita una fuente de ignición. Hay diferentes fuentes: rayos eléctricos, cigarros y fósforos, hogueras, quema de residuos forestales apilados, pavesas de un sistema de escape de humos, etc. La fuente debe estar lo suficientemente caliente como para calentar los combustibles hasta su temperatura de ignición y producir una combustión automantenida. La combustión normalmente Principios básicos del comportamiento del incendio. 10

11 se produce a unos 300 C en los combustibles forestales. Tal y como explicábamos al principio de esta sección, el principal factor que influye en la ignición de los combustibles forestales es su contenido de humedad. Cuanto más seco esté más fácilmente se encenderá, ya que no se pierde tanto calor por la evaporación del agua contenida. Otros factores que afectan a la ignición del combustible son: Forma y tamaño de los combustibles. Cuanto más pequeño y/o fino sea, más fácilmente se encenderá. Compactación o disposición de los combustibles. Si los combustibles se presentan holgados y abiertos, se inflamarán más fácilmente. Temperatura del combustible. Cuanto más caliente esté el combustible, menos calor necesitará para llegar a su punto de ignición. A.3.2 Transferencia de calor Todo fuego presenta como una de sus características principales la transferencia de calor. El calor provoca graves daños, intensifica el fuego, lo propaga, aumenta su perímetro y crea el principal obstáculo para la extinción del incendio. El tipo y cantidad de calor transmitida influyen en la velocidad de propagación de un incendio, por otro lado, la combustión no se puede mantener sin una aportación continua de calor. La transferencia de calor se realiza mediante los tres mecanismos fundamentales: conducción, convección y radiación. Estos tres mecanismos se presentan de forma simultánea en el transcurso de un incendio. Ahora bien, la importancia de cada uno varía en función de la intensidad y magnitud del incendio, así como de la configuración del entorno que lo rodea. Fig. A3 Ejemplos de transferencia de calor por radiación, convección y conducción. Principios básicos del comportamiento del incendio. 11

12 A Convección La convección se describe como el movimiento del aire caliente debido al calentamiento de las moléculas del aire. Cuando estas moléculas de aire recalentadas entran en contacto con un objeto, le transfieren calor. Esta transferencia de calor se produce en toda la superficie expuesta del objeto. Un ejemplo común de este efecto sería un horno de convección. Como el aire rodea completamente la comida, el horno de convección es capaz de cocinar la comida más rápidamente que en un horno convencional. El calentamiento por convección es el principal protagonista en la propagación del incendio forestal. La columna de calor y humo que se eleva proporciona la fuente de aire caliente. El calentamiento por convección dispone de diferentes mecanismos para propagarse. Puede transportar material incandescente a otros lugares, donde se pueden iniciar focos secundarios. Puede calentar los combustibles por delante del frente de llamas. Aunque el aire caliente normalmente se aleja por encima de los combustibles a nivel del suelo, la meteorología y la topografía pueden hacer que calor y combustibles queden muy próximos. Un fuerte viento puede empujar el aire caliente cerca de los combustibles, o una pendiente puede llevar los combustibles cerca del aire caliente. El calor por convección también puede llevar un fuego superficial a las copas de los árboles. La cantidad de calor transferido a los combustibles situados por delante del frente de llamas depende de la intensidad del incendio y de la distancia entre la fuente de calor y los combustibles. La transferencia de calor aumenta cuando los combustibles se sitúan pendiente arriba respecto al incendio, el viento está ventilando el incendio, suministrando más oxígeno e inclinando las llamas hacia los combustibles, o los combustibles se muestran próximos entre ellos, aumentando el calor radiado o conducido. A Radiación La radiación es el movimiento de la energía calorífica desde la fuente de calor en forma de "ondas". Estas ondas viajan en línea recta, pasando por el aire sin afectarlo. Han de incidir sobre un objeto para calentarlo. El mejor ejemplo de radiación es el efecto de calentamiento producido por una hoguera cuando usted se encuentra a cierta distancia. También puede precalentar los combustibles o inflamarse combustible no afectado al otro lado de la línea de defensa. No debe subestimar la importancia de la radiación en la propagación de un incendio forestal. A Conducción La conducción se considera como la transferencia de energía de zonas de mayor temperatura hacia las de menor temperatura de una sustancia o medio debido a la interacción molecular. Cuando un combustible sólido quema, la conducción se puede considerar como un mecanismo de transporte de calor hacia el interior de cada una de las partes del combustible. Así, cuando un bosque se incendia, se Principios básicos del comportamiento del incendio. 12

13 puede considerar hasta cierto punto como un medio conductor, propagando una parte del calor por conducción hacia otras partes del combustible (troncos y ramas) más frías. Por otra parte, la conducción es la responsable de que, una vez que ha pasado el frente del incendio, troncos, ramas y otros materiales combustibles que han iniciado su proceso de combustión sigan ardiendo, ya que por el mecanismo de conducción la calor penetra hacia su interior, por lo tanto, es responsable de los incendios residuales que pueden volver a reactivar un incendio. Los mecanismos de transmisión de calor pueden combinarse. Por ejemplo, las ramas de un árbol situado por encima de un incendio superficial pueden recibir calor por convección y radiación al mismo tiempo, lo mismo que los troncos y los arbustos cerca de un fuego de superficie. Los combustibles en el suelo tienden más al precalentado por conducción y radiación. El precalentamiento de los combustibles se puede producir por los tres mecanismos al mismo tiempo, dependiendo de la disposición y carga del combustible. La transferencia de calor es un elemento importante en la propagación de los incendios forestales. A.3.3 Intensidad lineal del incendio La intensidad lineal del incendio es la cantidad de calor que se libera en el frente de un incendio por unidad de longitud, también se puede definir como la potencia calorífica total por metro de amplitud del frente. Su unidad en el SMD es el kilovatio por metro (Kw/m). La intensidad lineal del incendio se ve influida por: La carga de combustible: La cantidad de combustible disponible. Compactación o disposición de los combustibles: Si los combustibles se presentan compactados, con poco espacio para el desplazamiento de aire o el calor por convección, el incendio será menos intenso. Contenido de humedad del combustible: Si hace falta una considerable cantidad de calor para que disminuya el contenido de agua del combustible lo suficiente como para permitir la combustión, el incendio quemará con menos intensidad. Pendiente y velocidad del viento: Los incendios son más intensos cuando se propagan pendiente arriba o a favor del viento, debido a que el calentamiento por convección es más eficaz. La intensidad lineal de fuego es el limitador real de la capacidad de extinción, nos dice el punto hasta el que nos podemos acercar al incendio para poder extinguirlo, así como si el agua se presenta como un medio eficaz de extinción. La intensidad es el factor que mejor define el alcance del comportamiento del incendio, la virulencia y las condiciones extremas que rodearán a este incendio. Principios básicos del comportamiento del incendio. 13

14 Fig. A4 Intensidad del incendio que supera la capacidad de extinción. La intensidad del incendio se puede medir de varias maneras, pero probablemente la forma más sencilla consiste en evaluar la longitud de llama. A Altura y longitud de llama La altura de llama es la altura media de las llamas medida sobre un eje vertical. Entre otras cosas, se usa para estimar el tamaño de la zona de seguridad necesaria, es decir, la distancia de separación entre los bomberos y las llamas, equivalente a, al menos, cuatro veces la altura de llama máxima medida en suelo nivelado. Sin embargo, el calor convectivo del viento y los efectos del terreno aumentarán la separación necesaria. Cuando las llamas están inclinadas, la altura de llama puede ser menor que la longitud de llama. Fig. A5 Ejemplo de determinación de la altura de llama. Se utiliza para estimar las dimensiones de la zona de seguridad necesaria. La longitud de llama es la distancia de la llama desde la base hasta el extremo. Si la llama está inclinada, entonces lo que cuenta es su longitud, no la altura. Se mide en metros. La longitud de llama será el principal indicador de qué tipo de maniobra de extinción utilizar, nos hará modificar las tácticas del ataque, y nos Principios básicos del comportamiento del incendio. 14

15 permitirá saber si la capacidad de extinción que presentamos al incendio tendrá eficacia y se podrán realizar las actividades de extinción con seguridad. Fig. A6 Altura de llama. Este factor limitará nuestra capacidad de extinción. Así, a partir de cierta longitud se hace imposible el ataque directo y hay que optar por otras técnicas. A.3.4 Velocidad de propagación La velocidad de propagación es el espacio recorrido por un frente de fuego por unidad de tiempo. La velocidad es un factor que también limita la capacidad de control del incendio. Según el uso que se haga de esta información, hay que tener en cuenta la velocidad de diferentes aspectos del incendio: Velocidad de propagación del frente (Km/h); Velocidad de propagación del perímetro (Km/h); Velocidad de propagación de la superficie (Ha/h). En condiciones meteorológicas normales un GIF avanza con una velocidad de 4-6 Km/h. Si las condiciones meteorológicas le son especialmente favorables, la velocidad puede sobrepasar las cifras anteriores hasta llegar a más de 8 Km/h. Pero estos incendios no son los más rápidos, un fuego de rastrojo de cereal en un día seco de verano, cuando hace días que no llueve, avanza aproximadamente a 12 Km/h. No podemos confiar en que un cortafuego cubierto de hierba seca o un campo de rastrojo nos sirva de barrera y detenga el incendio, pues la presencia de combustible fino disponible hará que el fuego se desplace más rápidamente. La cabeza del incendio es la parte del incendio que se propaga de forma más activa. Lo que más nos interesa es la velocidad de propagación hacia delante, es decir la propagación de la cabeza del incendio, ya que suele ser el tipo de propagación más difícil y peligroso para controlar. En algunas situaciones, la ignición de focos secundarios a grandes distancias puede afectar la velocidad de propagación. Principios básicos del comportamiento del incendio. 15

16 Fig. A7 En este ejemplo, el incendio comenzó en el punto X y se propagó principalmente en la dirección del viento. El incendio se propaga también hacia los lados o flancos y en la cola, pero de forma más pausada. El fuego mantiene una velocidad de propagación de la cabeza de 160 m/h. La conjunción entre la longitud de la llama, la intensidad, y la velocidad de propagación definen el tipo de incendio, su comportamiento y nuestra capacidad de extinción eficaz. Estas características del comportamiento del incendio también marcan el nivel de seguridad para los bomberos. Cuanto mayor sea la velocidad de propagación y/o la longitud de llama, mayor deberán ser las precauciones a tomar (individuales, tácticas, y organizativas). La velocidad de propagación y la longitud de llama están interrelacionados. Si aumenta la velocidad de propagación, también lo hará la longitud de llama, así como la intensidad del incendio. Sin embargo, la longitud de llama no dirige necesariamente la velocidad de propagación. A.3.5 Patrones básicos de propagación Un incendio que quema sobre combustibles uniformes en un terreno llano, con el viento como única variable, quemará con un predecible patrón de quema elíptico. Hay una relación entre la velocidad del viento y la longitud y amplitud del patrón de quema. Estos patrones también se cumplen cuando la pendiente es la única variable. La ilustración que se muestra a continuación esboza las siluetas de los patrones de quema para diferentes velocidades de viento, así como la relación entre la velocidad del viento y la velocidad de propagación. Principios básicos del comportamiento del incendio. 16

17 Fig. A8 El patrón de propagación del incendio se ve afectado directamente por la velocidad del viento. Hay varios factores que influyen en la velocidad de propagación del incendio y el patrón o forma de quema: Intensidad del incendio: Si aumenta la intensidad, también se generará más calor y aumentará la velocidad de propagación. Velocidad del viento: Cuanto más fuerte sea el viento, más se inclinará la columna de convección, y más rápida será la propagación. Pendiente: Cuanto mayor sea el gradiente de la pendiente, más cerca estará la columna convectiva de los combustibles y más rápida será la velocidad de propagación. Cambios en el tipo de combustible: Si el incendio pasa de un tipo de combustible a otro (de pastizal a matorral, de restos forestales a arbolado), la velocidad de propagación cambiará, y variará el patrón de quema. Barreras naturales o artificiales que detienen o ralentizan la propagación: Las carreteras, cursos de agua, lagos, afloramientos rocosos, influirán sobre el patrón de quema. Focos secundarios: Si el incendio está generando focos secundarios por delante del fuego principal o por debajo del incendio, variará el patrón de quema. El patrón básico del incendio forestal en su inicio es un buen indicador de su comportamiento futuro. Al llegar, el bombero encuentra un incendio en su fase inicial, de dimensiones limitadas pero con un potencial desconocido. Determinar su patrón será el primer carácter indicativo para poder analizarlo. Esta valoración se hace indispensable para plantear de forma correcta el emplazamiento y ataque inicial. Principios básicos del comportamiento del incendio. 17

18 1. Incendio en el que el efecto del viento y la pendiente no son importantes 2. Incendio en el que el efecto del viento y/o la pendiente dominan 3. Incendio dirigido por un viento fuerte 4. Incendio a caballo sobre crestas. Indica que los vientos generales son importantes 5. Incendio que sigue los valles y los barrancos. Indica que su propagación se verá afectada por los vientos de convección o topográficos. Fig. A9 El patrón básico del incendio forestal cuando empieza es un buen indicador de su comportamiento futuro. Los incendios forestales se comportan habitualmente de forma lineal. Pero, en unas pocas ocasiones, la gran cantidad y continuidad del combustible disponible para quemar refuerza la convección del incendio, que traslada calor y focos secundarios a largas distancias. Este calor precalienta y piroliza el combustible (lo hace entrar en plena disponibilidad), preparándolo para encenderse con gran intensidad con cualquier pequeña pavesa que caiga por delante del fuego. Esto aumenta mucho la velocidad de propagación del incendio, que pasa de propagarse de una forma lineal a hacerlo por puntos, a moverse a saltos. Al mismo tiempo aumenta su intensidad, debido a que el combustible por delante del fuego ya se encuentra plenamente disponible, y a la interacción entre los puntos de fuego. Esta mayor intensidad permite una mayor distancia de convección y de pirolisis, retroalimentando y renovando el proceso. Fig. A10 La gran cantidad y continuidad del combustible disponible para quemar refuerza la convección del incendio, que traslada calor y focos secundarios a largas distancias. Solsonès Principios básicos del comportamiento del incendio. 18

19 A Frentes lineales Los frentes lineales muestran la cabeza y los flancos del incendio perfectamente trazados, con líneas de fuego fácilmente diferenciables y relativamente fáciles de perimetrar y confinar. Los cambios de dirección y de velocidad de la línea de fuego son fácilmente apreciables. Los frentes lineales son típicos de incendios conducidos por viento y por la topografía (o una combinación de ambos). Es característico de su comportamiento el ensanchamiento de los flancos cuando la cabeza pierde tirada o empuje, ya que es ésta la que tira de los flancos. Fig. A11 Propagación del incendio en un frente lineal. A Frentes irregulares y por puntos de fuego En el caso de una propagación del incendio por frentes irregulares, y especialmente por puntos de fuego, difícilmente observaremos una línea de fuego claramente definido. El incendio avanza dando saltos, ayudado por los focos secundarios y por la creación de su propio ambiente de fuego. Fig. A12 Propagación del incendio por puntos de fuego. Es muy complicado perimetrar estos incendios con ataque directo, lo que obliga a definir línea(s) de referencia. El incendio se mueve en masa, muy frecuentemente dominado por el combustible (por las Principios básicos del comportamiento del incendio. 19

20 grandes concentraciones del combustible). La estabilización de los frentes irregulares suele presentar abundantes reproducciones y situaciones de peligro. La frecuente succión entre focos secundarios, o estos y el cuerpo principal del incendio puede facilitar es un comportamiento peligroso. Ante los GIF fuera de capacidad de extinción, los sistemas de extinción de todo el mundo han aumentado el número de herramientas. A pesar de esta globalización de técnicas, los grandes incendios forestales nos siguen superando. Esto se debe a que las técnicas están pensadas para romper frentes lineales, y los grandes incendios forestales, los que nos superan, no se mueven de forma lineal sino por puntos irregulares que interaccionan entre sí. Hay dos factores básicos que se relacionan con este tipo de frentes por puntos, los fuertes vientos y el ambiente de fuego. Los fuertes vientos forman parte de nuestra climatología, pero la formación de ambientes de fuego está relacionada con el aumento de cantidad y continuidad de los combustibles de las últimas décadas. El aumento de combustible se traduce en un aumento de intensidad, que hace entrar en disponibilidad y enciende combustibles en una mayor superficie. Pueden encontrar más información respecto de estos patrones de propagación en la sección E "Comportamiento Extremo". A.3.6 Focos secundarios Los incendios forestales también se propagan por focos secundarios. Los focos secundarios se producen cuando se desplaza material incandescente por delante del incendio y cae sobre combustible no quemado. Si la pavesa contiene suficiente calor cuando aterrice, se iniciará un pequeño fuego. Las pavesas se trasladan mediante cuatro fuerzas diferentes: Salto mecánico, convección, viento, y gravedad. A Salto mecánico Ha estado cerca de una hoguera en la que el fuego ha "saltado", y han salido disparadas partículas incandescentes? Este tipo de pavesas suelen ser un problema de corto alcance, pero pueden ser la causa de que el incendio se propague cruzando la línea de defensa. El "salto" es un movimiento mecánico. El agua contenida en la madera se calienta, produciendo una pequeña explosión de vapor, lanzando una pequeña porción de madera en llamas lejos del fuego. A Convección Un problema mayor son las pavesas levantadas por la columna convectiva, que caen a bastante distancia por delante del fuego principal. Cuando un incendio aumenta su intensidad, también lo hace la "fuerza de elevación" de su columna convectiva. Si los combustibles que se están consumiendo son del tipo que favorece la creación de pavesas (tejados de machihembrado de madera, hojas de roble, etc.), la cantidad de material lanzado al aire puede llegar a ser considerable. Normalmente se producen muy pocos focos secundarios en los incendios de pastos, debido a que la hierba es un material demasiado ligero como para crear pavesas. Principios básicos del comportamiento del incendio. 20

21 Fig. A13 La convección eleva pequeños fragmentos de material ardiendo y los transporta a cierta distancia por delante del incendio. A Viento El viento puede recoger las pavesas y desplazarlas a cierta distancia. El viento por sí solo no transporta pavesas a gran distancia, debido a que su efecto normalmente solo es una acción horizontal. La excepción a la regla son los remolinos de fuego. Los remolinos de fuego son pequeños ciclones que se presentan en ocasiones durante condiciones inestables, que captan el material encendido y lo transportan a cierta distancia. El viento en combinación con la convección puede representar un grave problema, la convección levanta el material incandescente a gran altura en la atmósfera, donde los vientos generales son capaces de transportar a cierta distancia. Fig. A14 Focos secundarios causados por la convección y el viento. A Gravedad La gravedad también puede propagar un incendio al desplazar material encendido, especialmente si éste tiene una forma redondeada. Las piñas o ramas en llamas son los más afectados por la fuerza de la gravedad. No es extraño que cuando se produce un incendio a nivel del suelo y afecta al humus, quede descolocado material incandescente y empiece a rodar pendiente abajo, propagando el incendio y facilitando nuevas carreras pendiente arriba. Principios básicos del comportamiento del incendio. 21

22 Fig. A15 El material rodante está propagando el incendio pendiente abajo. A.4 RETROALIMENTACIÓN DEL INCENDIO. AMBIENTE DE FUEGO El fuego afecta a su entorno inmediato, y este entorno a su vez retroalimenta el incendio. Se ha observado que las enormes cantidades de calor generadas por el fuego afectan a la atmósfera circundante, de modo que los incendios crean sus propias condiciones meteorológicas. Por ejemplo, un incendio puede generar intensas corrientes hacia su interior que reemplazan el aire que sube por la columna convectiva. Por qué algunos incendios se mantienen pequeños mientras que otros crecen con gran rapidez? Qué pasa cuando un incendio se amplía y se intensifica? Cómo interactúa el incendio con su entorno? Las dimensiones de un incendio hacen variar considerablemente esta interrelación, y consecuentemente las dimensiones de su ambiente. El comportamiento que muestra un incendio pequeño está limitado a dos dimensiones, la amplitud de su frente y la longitud de sus flancos. Conforme el incendio crece también aumenta la fracción de entorno que se ve afectada. En un incendio grande, el ambiente de fuego puede extenderse varios kilómetros sus dimensiones horizontales, pero también lo hará miles de metros en sentido vertical, la dimensión vertical. El desarrollo vertical de esta tercera dimensión, la columna convectiva de humo de un incendio, se ve afectada por tres factores: la intensidad del incendio, la estabilidad de la atmósfera inferior y los vientos en altura. Principios básicos del comportamiento del incendio. 22

23 A.4.1 Intensidad del incendio La Intensidad del incendio determina el desarrollo vertical del incendio y la columna de humo conforme la energía calorífica generada por el incendio se libera a la atmósfera. Los incendios de baja intensidad crean suaves corrientes entrantes en el borde del incendio que alimentan una limitada columna convectiva de humo sobre el fuego. En los incendios de baja intensidad, los factores relacionados con su propagación (meteorología y topografía) controlan en gran medida el incendio. El incendio afecta muy poco al entorno, y causa modificaciones menores en las condiciones meteorológicas en proximidad del incendio. Fig. A16 Incendio de baja intensidad. Los incendios de alta intensidad crean corrientes entrantes mucho más fuertes en los bordes del incendio, que contribuyen a alimentar una columna convectiva capaz de alcanzar varios miles de metros de altura. Los incendios de alta intensidad pueden controlar marcadamente el entorno donde se desarrollan, y sus efectos pueden modificar considerablemente las condiciones meteorológicas (como la velocidad y dirección del viento, y la temperatura) cerca del incendio y en las zonas contiguas. Independientemente de que sean grandes o pequeños, normalmente los incendios forestales de gran intensidad afectan la atmósfera verticalmente en gran medida. Una columna de convección asociada bien desarrollada y la formación de remolinos de fuego ilustran los efectos verticales del fuego en la atmósfera. Principios básicos del comportamiento del incendio. 23

24 Fig. A17 Incendio de alta intensidad. A.4.2 Estabilidad atmosférica La estabilidad de la atmósfera inferior se evalúa atendiendo a la distribución vertical de la temperatura. La atmósfera se considera estable si las parcelas de aire se resisten al desplazamiento vertical, lo cual quiere decir que la convección queda suprimida. Si la capa baja de la atmósfera es muy inestable, permitirá fuertes desplazamientos verticales del aire, lo que puede contribuir al desarrollo de tormentas posiblemente peligrosas, o a extender columnas de fuego. A.4.3 Vientos en altura Los vientos en altura son los vientos que afectan a la columna convectiva. Los vientos fuertes tienden a inhibir el desarrollo vertical de las columnas convectivas y pueden inclinar la columna de humo de manera que permanezca cerca del suelo según se va alejando del incendio. Sin embargo, en un ambiente muy inestable los vientos pueden ser erráticos durante periodos, o bajar su velocidad. Durante estos periodos sin un vector de propagación claro por el viento, el desarrollo vertical de la columna de humo se puede intensificar y aumentar la posibilidad de transporte de pavesas cuando estos vientos se vuelvan más fuertes. Principios básicos del comportamiento del incendio. 24

25 A.5 TERMINOLOGÍA En este conjunto de secciones de comportamiento se utiliza terminología de incendios forestales para describir los conceptos básicos del comportamiento de estos incendios. La capacidad de describir las características de un incendio es el primer paso hacia la comprensión del comportamiento del incendio. A.5.1 Entorno de fuego abierto y cerrado Uno de los factores que controla el crecimiento del incendio es su ubicación. Un incendio situado en un entorno de fuego abierto es aquel en el que los combustibles y el fuego están expuestos a las condiciones y elementos meteorológicos (viento, radiación solar) y, por tanto, tiene más posibilidades de reaccionar a los diferentes elementos meteorológicos que un incendio situado en el interior de un dosel arbóreo cerrado. Un entorno de fuego cerrado está protegido. Un incendio que quema bajo una cubierta arbórea se puede comparar con un incendio que arde en el interior de un edificio cerrado. Las condiciones fuera del edificio o sobre la cubierta forestal afectan relativamente poco el fuego en el interior. Los incendios en entornos cerrados pueden mantenerse a intensidad baja y propagarse lentamente. Fig. A18 Entorno cerrado y abierto. Sin embargo, una vez que el fuego se extienda a la cubierta arbórea, pasará a estar dominado por un entorno abierto. El cambio de entorno cerrado a abierto en poco tiempo puede aumentar dramáticamente la intensidad del incendio y su velocidad de propagación. Recuerde que los incendios forestales son fuentes de calor que pueden y de hecho interactúan con su entorno. Las dimensiones de esta esfera de influencia dependerán de las dimensiones y la intensidad del incendio, es decir, de su producción de energía calorífica. La posición física del incendio, y el efecto de protección del terreno y la vegetación circundante, es a menudo un factor que contribuye al posible comportamiento futuro del incendio. Principios básicos del comportamiento del incendio. 25

26 A.5.2 Fuego de subsuelo Consumen la materia orgánica y lo que queda por debajo de la superficie del suelo (raíces, hojarasca en descomposición, materia orgánica...) Suelen ser de poca intensidad pero pueden durar días o semanas. Puede que sólo veamos el humo que provoca, o ni eso. No basta con lanzar agua, hay que usar herramientas manuales para rascar el lecho forestal hasta el suelo mineral. Ejemplo: Fuego de turba, o incendios de vegetación de alta montaña. Fig. A19-20 Fig. 19 (Izquierda) Fuego de subsuelo. Fig. A20 (Derecha) Fuego de superficie. A.5.3 Fuego de superficie Arden hojas y ramas muertas, restos de explotaciones forestales, también vegetación viva de herbáceas y matorrales. Es decir, todo aquel material combustible disponible situado inmediatamente por encima de la superficie del suelo. Este tipo de incendios representa la inmensa mayoría de los incendios a los que nos tendremos que enfrentar. Ejemplo: Incendio de pastos y rastrojos, de matorrales y monte bajo. A.5.4 Fuego de copas Queman las copas de los árboles (hojas, ramas y tronco) y puede avanzar independientemente del fuego de superficie. Hay diferentes categorías a definir: Entorchado: Arden puntualmente las copas de los árboles de forma intermitente debido a la radiación procedente del fuego de superficie. Es lo que pasa a menudo en pinares claros con matorral abundante que, al quemar, afecta a algunos árboles. Fuego de copas pasivo: las copas queman en conjunto a la vez que lo hace el fuego de superficie. Todo el fuego avanza a la vez por encima y por debajo de los árboles. Principios básicos del comportamiento del incendio. 26

27 Fuego de copas activo: el fuego se desplaza por las copas de forma independiente al fuego de superficie. Se dan casos en que el sotobosque queda sin quemar. Estos últimos son los incendios más destructivos, peligrosos y rápidos. Fig. A21 Fuego de copas. A.5.5 Frente de llamas El frente de llamas es la zona de un incendio en el que el fuego está en movimiento, donde la combustión principalmente produce llamas. Detrás de la zona de llamas, la combustión es principalmente incandescente o implica la quema de combustibles más grandes (más de 7 a 8 cm de diámetro). Fig. A22 Frente de llamas. Normalmente se habla de un frente de avance o línea de ignición de los combustibles, siempre de escasa anchura, que separa los materiales aún combustibles y los materiales ya quemados que han liberado Principios básicos del comportamiento del incendio. 27

28 bruscamente su energía en pocos minutos o incluso segundos, y un frente de desecamiento que avanza por delante del frente de avance. Este frente de desecamiento es invisible, pero responsable de las altas temperaturas propagadas por radiación, que desecan y hacen entrar en disponibilidad rápidamente los combustibles vegetales, preparándoles como leña seca para su combustión a la llegada del frente de avance. A.5.6 Tipos de propagación En cualquier incendio podemos diferenciar ciertas áreas según sea el tipo de propagación que muestra. Esta propagación se ve influida por el viento, pendiente, o cambios en el tipo de combustible. Hay cuatro tipos de propagación de fuego: de cabeza, de cola, de flanco, y de succión del frente principal. Estos términos describen el comportamiento y la propagación del incendio forestal, así como el tipo de propagación de fuego necesario para completar una operación de fuego técnico. A Fuego de cabeza Un fuego de cabeza es generalmente un frente de fuego que es propaga a favor de viento i/o pendiente. Un frente de cabeza que se propaga pendiente arriba a contraviento también podría llamarse un fuego de cabeza si el ángulo de las llamas, con respecto a los combustibles no quemados, es inferior a 90 grados. La propagación de fuego de cabeza puede desarrollar carreras rápidas e intensas, fuertes columnas de convección, y consumir grandes cantidades de combustible en un corto periodo de tiempo. Fig. A23 Esquema de un fuego de cabeza. A Fuego de cola Un fuego de cola generalmente es un frente de fuego que se propaga a contraviento. Sin embargo, un frente de cabeza que se propaga pendiente abajo a favor del viento también podría llamarse un incendio de cola si el ángulo de las llamas, con respecto a los combustibles no quemados, es superior a 90 grados. Un incendio que se propaga a nivel o hacia abajo y sin viento también es un fuego de cola. Principios básicos del comportamiento del incendio. 28

29 Fig. A24 Esquema de un fuego de cola. A Fuego de flanco Un fuego de flanco es un incendio que se propaga perpendicularmente a la dirección del viento. Sin embargo, un fuego de flanco se asocia generalmente a una operación de fuego técnico (crema de ensanche y/o contrafuego). A Propagación por succión del frente principal Como hemos visto anteriormente, la propagación de un fuego se puede dirigir mediante el viento y / o la pendiente, otra forma de direccionar el frente de un fuego es mediante la succión de la corriente de aire creada por el frente del incendio principal. Cualquier fuego consume oxígeno del aire, a la vez calienta el aire por convección y éste se desplaza en altura, estos fenómenos crean un vacío de aire que se llena de aire fresco de la zona. El relleno de este vacío genera una corriente de aire en dirección al fuego, corriente que será más intenso a medida que el fuego sea también más intenso. Principios básicos del comportamiento del incendio. 29