El dominio práctico del fuego supone una de las etapas más importantes del progreso humano, cuyos efectos duran todavía. Sin embargo, el uso continuo y cada vez más profuso de materias combustibles de todo tipo hace que se produzcan, a menudo, fuegos no deseados que causan lesiones personales, muertes, daños a la propiedad y degradación del medio ambiente.
Las estadísticas indican que cada año aumentan los daños materiales y las víctimas, producidos por el efecto directo del fuego, calor y llamas, así como por los efectos indirectos de gases calientes, corrosivos y tóxicos.
Frente a esta situación general, existe la certeza de la posibilidad de protección contra la producción de incendios y sus efectos en aquellos lugares y actividades donde se aplican las técnicas y principios de:
- Prevención de incendios.
- Lucha contra el fuego.
- Protección estructural y de bienes.
- Protección humana. Evacuación.
El fuego
¿Qué es un incendio?
Un incendio es un fuego incontrolado. Sus efectos son generalmente no deseados produciendo lesiones personales por el humo, gases tóxicos y altas temperaturas, y daños materiales a las instalaciones, productos fabricados y edificios.
¿Qué es el fuego?
El fuego es una reacción química de combustión, basada en fenómenos de “oxidación-reducción” fuertemente exotérmicos, que se manifiestan por un gran desprendimiento de luz y calor. Esta reacción exige la presencia de un material “oxidante” y otro ”reductor”.
El material oxidante más frecuente es el oxígeno, y los diferentes tipos de combustibles (sólidos, líquidos o gaseosos) intervienen como reductores.
Según la velocidad de reacción, manifestada por la velocidad de propagación del frente de las llamas, se le dan las denominaciones siguientes:
- Combustión, para una velocidad menor de 1 m por segundo.
- Deflagración, para una velocidad superior a 1 m por segundo.
- Detonación, para una velocidad mayor que la del sonido.
Teorías sobre el fuego
Los diferentes fenómenos observados según los combustibles ardan con formación de llamas y/o con formación de brasas, han dado origen a dos teorías diferentes, que simplificadamente se conocen como la teoría del Triángulo del fuego y la teoría del Tetraedro del fuego.
El triángulo del fuego
En su concepto más simplificado, el fuego se produce cuando existen simultáneamente en el tiempo y el espacio los tres factores siguientes:
- Una materia combustible.
- Un comburente, normalmente el oxígeno del aire.
- Calor suficiente, que aporta la energía necesaria para activar la reacción.
Estos factores pueden asimilarse a los tres lados de un triángulo, cada uno de los cuales, debe estar siempre en contacto con los otros dos para que se produzca la combustión.
Este principio es de aplicación general a los fuegos de combustibles sólidos, que generalmente producen residuos y forman brasas incandescentes.
El tetraedro del fuego
Según esta teoría, además de los factores anteriores, se considera necesaria, para la producción de llamas, la existencia de reacciones en cadena no inhibidas de gases y vapores difundidos en el aire, que se mantienen por la presencia de radicales activos. Su origen tuvo lugar al observar el comportamiento del fuego de los líquidos inflamables y sobre todo el comportamiento de algunos productos extintores, como el polvo químico seco o los derivados halogenados, cuya rapidez de extinción no era comprensible por la teoría del triángulo del fuego.
Factores que provocan un incendio
Según lo indicado anteriormente, para que se produzca un incendio son necesarios los factores siguientes:
- Materiales combustibles.
- Comburente.
- Energía activa (calor).
- Reacción en cadena no inhibida.
- Progresión incontrolada de la combustión.
Material combustible
Un combustible es una sustancia, generalmente de tipo orgánico, capaz de combinarse con el oxígeno, de forma rápida y con producción de luz y calor (combustión).
En general, estas sustancias desprenden vapores al ser calentadas, y son estos vapores los que reaccionan con el oxígeno. Los combustibles se dividen en:
- Sólidos
- Líquidos
- Gases
- Metales
La materia combustible es la que mejor caracteriza el tipo de incendio y la forma en que se desarrolla. Las características más importantes de los combustibles a considerar son:
- Temperatura de inflamación.
- Temperatura de combustión (ignición).
- Temperatura de autoinflamación.
- Energía mínima de ignición.
- Potencia calorífica.
Para líquidos y gases licuados se consideran además:
- Límites de inflamabilidad (inferior y superior).
- Temperatura de ebullición.
Para una mejor comprensión de este concepto cabe decir:
- Un gas combustible arde a cualquier temperatura.
- Un líquido “inflamable” arde a temperatura ambiente y cualquier foco de ignición puede prenderlo, ya que su temperatura de combustión es baja: la gasolina arde a partir de los 40ºC bajo cero; el sulfuro de carbono arde a partir de 30ºC bajo cero; el alcohol etílico a partir de 14ºC.
- Un líquido “combustible” como el gasóleo, requerirá un ligero calentamiento, y entonces cualquier foco de ignición podrá inflamarlo comportándose entonces como los líquidos “inflamables”.
- Los sólidos combustibles necesitan ser calentados hasta emitir vapores por destilación y generalmente su temperatura de combustión se encuentra por encima de los 100ºC.
- Los sólidos pulverizados, finamente divididos, si se encuentran en suspensión en el aire se comportan como gases inflamables, pudiendo producir explosiones.
Clases de fuego
La importancia del combustible afectado en un incendio es tan destacada que los incendios se clasifican de acuerdo con el combustible.
En la norma UNE-EN-2 se distinguen 5 clases de fuego, de acuerdo con el tipo de combustible, que son: Clase A (sólidos), Clase B (líquidos o sólidos licuables), Clase C (gases), Clase D (metales especiales) y clase F (derivados de la utilización de ingredientes para cocinar –aceites y grasas vegetales o animales– en los aparatos de cocina).
- Clase A.- Son los fuegos de materiales sólidos, generalmente de naturaleza orgánica, cuya combustión se realiza normalmente con formación de brasas. Ejemplo: Madera, carbón, tela, papel, cartón, paja, plásticos, caucho, etc.
- Clase B.- Son los fuegos de líquidos o de sólidos licuables. Ejemplo: Gasolina, petróleo, alcohol, gasóleo, alquitrán, grasas, ceras, parafinas, etc.
- Clase C.- Son los fuegos de gases. Ejemplo: Acetileno, butano, metano, propano, gas natural, gas ciudad, hidrógeno, propileno, etc.
- Clase D.- Son los fuegos de metales. Ejemplo: Aluminio en polvo, potasio, sodio, magnesio, etc.
- Clase F.- Son los fuegos derivados de la utilización de ingredientes para cocinar (aceites y grasas vegetales o animales) en los aparatos de cocina.
Comburente
El comburente aporta el oxidante necesario para la combustión, y en general es el oxígeno contenido en el aire, en un 21% en volumen.
Debe tenerse en cuenta que otros productos y elementos químicos pueden actuar como oxidantes, por lo que en condiciones determinadas puede producirse fuego sin la presencia de aire.
Energía de activación
La mayor parte de las materias combustibles necesitan ser calentadas a una temperatura superior a la temperatura ambiente para que por destilación (sólidos) o evaporación (líquidos) desprendan vapores capaces de mezclarse con el oxígeno del aire en condiciones apropiadas para la combustión.
El calor necesario para situar la mezcla “comburente – combustible” en condiciones de temperatura suficiente se denomina “energía de activación”, y es proporcionado por los llamados “FOCOS DE IGNICIÓN”.
El calor o energía de activación necesario varía según el estado físico del combustible. Normalmente es suficiente una energía del orden de 0,1 a 0,5 milijulios para los gases y vapores de líquidos combustibles por lo que supone que cualquier foco de ignición (chispa) es suficiente para encenderlos.
Para los sólidos combustibles es necesaria la presencia de llama, generalmente, pero debe tenerse en cuenta que si están en forma de polvo se comportan como los gases y vapores líquidos inflamables. Los focos de ignición por su origen se clasifican en:
- Térmicos
- Eléctricos
- Mecánicos
- Químicos
Los focos de ignición más frecuentes son:
La electricidad (incluyendo la electricidad estática), la fricción o rozamiento, las chispas metálicas y el fumar y útiles de fumador causan el 55% de los incendios. Ejemplos concretos de focos de ignición son los siguientes:
- Cables eléctricos sobrecargados.
- Instalaciones eléctricas sin protección contra sobreintensidades.
- Fusibles de protección “puenteados”.
- Derrame de combustibles por fugas de la alimentación en quemadores de calderas.
- Almacenamiento en combustibles líquidos, disolventes, etc., cerca de estufas.
- Trabajadores fumando en zonas de almacenamiento con combustibles sólidos y/o líquidos.
- Quema de desperdicios y basuras en lugares inadecuados.
- Ejes de motores y máquinas mal alineados, etc.
- Productos químicos incompatibles entre sí, que entran en contacto.
Reacción en cadena
La reacción en cadena es la forma de la progresión de la combustión a nivel molecular en combustibles gaseosos y líquidos vaporizados, por medio de radicales “activos” (moléculas inestables) que actúan de catalizadores en las etapas intermedias de la combustión para transformar las moléculas de combustible iniciales hasta los productos finales de la combustión.
El desarrollo de un incendio
Un incendio, en general, tiene un desarrollo diferente según se trate de materiales sólidos, líquidos o gases. En un combustible sólido hay:
– Un período de incubación por oxidación espontánea o calentamiento, hasta alcanzar la temperatura adecuada, que se caracteriza por la emisión de vapores y humos en pequeña cantidad (olor a quemado).
– La aparición de llamas, o conato de incendio.
– El desarrollo del incendio hasta afectar a toda la masa combustible, por medio de la propagación del frente de llamas.
En un combustible líquido hay:
– Un período de incubación por calentamiento, si el líquido tiene una temperatura de inflamación superior a la temperatura ambiente, con desprendimiento de vapores.
– Aparición de llamas.
– Rápida propagación a toda la superficie libre del líquido, en contacto con el aire.
En un combustible gaseoso, la presencia de un foco de ignición suficiente, inflama instantáneamente toda la masa de gas presente, pudiendo llegar a producir detonaciones y explosiones.
La propagación se fundamenta en las formas de transmisión del calor: radiación, convección, contacto directo (propagación de la llama) y conducción.
En los edificios, su máxima extensión dependerá de las condiciones de sectorización, de la resistencia al fuego de las paredes del recinto, muros de separación, techos, suelos y puertas y elementos de cierre de huecos verticales y horizontales. Si el fuego no encuentra obstáculos o los puede eliminar, se extenderá al máximo recinto que pueda ocupar.
Artículo publicado en la revista Seguridad Minera n° 102. Fuente: ASEPEYO Mutua de Accidentes de Trabajo y Enfermedades Profesionales de la Seguridad Social Nº 151.
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