Fuego y Combustión. Teoría del fuego

Transcripción

1 Fuego y Combustión Teoría del fuego 2 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 está en 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.

2 Teoría del fuego 3 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. 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. 4 Etanol Residuos Carbón Butano Propano Gasolina C X H Y O Z + O 2 + CO 2 + H 2 O (vapor de agua) + Calor Madera Plástico Etc Combustible Comburente Energía Activación (calor-temperatura)

3 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. 5 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. 6

4 Teoría del fuego 7 Combustible(2/3) Peligrosidad: depende de varios factores: Concentración n combustible-aire adecuada adecuada: Es necesario para que se produzca la ignición n que la mezcla combustible-comburente comburente sea la adecuada. Límites de inflamabilidad: : son las concentraciones extremas de combustible-comburente comburente que se pueden formar para que se produzca una combustión. Límite Superior: es la máxima m concentración n de vapores de combustible en mezcla con un comburente. Límite Inferior: es la mínima m concentración n de vapores de combustible en mezcla con un comburente. POR ENCIMA Y DEBAJO DE ESOS LIMITES NO SE PUEDE PRODUCIR LA COMBUSTIÓN. Teoría del fuego Combustible(3/3) Temperatura mínimam nima a la que el combustible emite suficientes vapores para alcanzar dicha concentración. n. Energía a de activación que es necesario aportar a la mezcla para que se inicie el proceso y se desarrolle la reacción n de cadena. 8

5 Teoría del fuego Producto Características de Inflamabilidad Punto de inflam ación enºc Temperatura de autoignición Límites de inflam abilidad en % de volumen de aire en ºC Inferior Superior Acetileno Gas 335 2,5 81 Benceno ,3 7,1 Butano ,9 8,5 9 Teoría del fuego 10 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

6 Teoría del fuego 11 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 Teoría del fuego 12 Reacción en cadena 1. 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.

7 Tetraedro del fuego Simplificación gráfica habitual para describir el proceso de la combustión. 13 Procesos de transferencia de calor 14 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.

8 La cuatro fases del fuego 15 La cuatro fases del fuego 16

9 Detectores automáticos de incendios 17 Métodos de extinción 18

10 Métodos de extinción 19 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. 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. 20 Son fuegos desencadenados en presencia de tensión eléctrica

11 Clasificación de los fuegos 21 Clasificación de los productos derivados del petróleo Temperatura inflamación Líquidos combustibles 22 Líquidos inflamables

12 Agentes extintores Agentes Extintores 23 Agua Espuma CO 2 Polvo Químico Compuestos Halogenados 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. 24

13 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. 25 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. 26

14 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). 27 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). 28

15 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 29 Agentes extintores Agente extintor de acuerdo a la clase de fuego B- Bueno R- Aceptable N- Inaceptable 30

16 Agentes extintores: ventajas e inconvenientes 31 Extintores portátiles: clasificación 32 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 CO 2.

17 Extintores portátiles: presentación 33 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 Extintores portátiles: presentación 34

18 Extintores portátiles: partes 35 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. 36

19 Extintores portátiles: manejo Siempre: Inspeccionar el camino en todas Direcciones. A favor del viento. A la base del fuego. En zig.zag. 37 Extintores portátiles: manejo 38 Extinción de fuegos con obstáculo: Inspeccionar el camino en todas Direcciones. A favor de viento. A la base del fuego. Alrededor del obstáculo.

20 Extintores portátiles: manejo 39 Extinción con derrame por gravedad: Inspeccionar el camino en todas Direcciones. A favor de viento. A la base del fuego. De abajo hacia arriba. Extinción de incendios: medios fijos Principales Medios fijos extinción de incendios 40 Bocas Incendio Equipadas (BIE) Hidrantes Rociadores automáticos Sistemas fijos CO 2 Polvo químico seco Halón Espuma etc.

21 Bocas de incendio Equipadas (BIE) 41 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 Bocas de incendio Equipadas (BIE): partes 42

22 Hidrantes 43 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 salida De 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 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 44

23 Sistemas fijos: CO 2, polvo químico halón, espuma, etc Estas instalaciones van controladas, generalmente, por un sistema de detección que producirá automáticamente la descarga del agente extintor. 45 Sistemas fijos: CO 2, polvo químico halón, espuma, etc 46

24 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. 47 Protección estructural contra incendios 48

25 Mantenimiento sistemas contra incendios: titular de la instalación 49 Mantenimiento sistemas contra incendios: titular de la instalación 50

26 Mantenimiento sistemas contra incendios: titular de la instalación 51 Mantenimiento sistemas contra incendios: titular de la instalación 52

27 Mantenimiento sistemas contra incendios: fabricante o instalador 53 Mantenimiento sistemas contra incendios: fabricante o instalador 54