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REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DE EDUCACION SUPERIOR INSTITUTO UNIVERSITARIO DE TECNOLOGIA BOMBERIL AMBIENTE ACADEMICO ARAGUA

TEORIA DEL FUEGO

ROSMARY ESTANGA AMADOR NORATO VICTOR RIVAS EDIXON SALCEDO RAMON CORREA


INTRODUCCION Para conocer el comportamiento del fuego, controlarlo y extinguirlo se requiere tener los conocimientos básicos que expliquen su naturaleza química y física. Los incendios son definidos por sus características. Ellas pueden variar desde una oxidación lenta hasta una oxidación rápida y la reacciones de los diferentes materiales en el proceso de combustión y los fenómenos que se producen, que en la mayoria de los casos pueden ser letales para los bomberos.


PARTE I • Conocer los conceptos básicos que explican el comportamiento del fuego. • Conocer las propiedades físico químicas del agua. • Conocer el triángulo y tetraedro del fuego.


CONCEPTOS CALOR

Es una forma de energía que incrementa la temperatura. Esta es medida en función a la cantidad de trabajo que realiza. CALORIA

Es la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un gramo de agua en un grado Celsius o Centígrado.


CONCEPTOS GRADOS CELSIUS O CENTIGRADOS.

Unidad de medición de temperatura usada en el sistema métrico internacional. En la escala Celsius el punto de congelación es a los 0° y el de ebullición del agua es de 100°. PUNTO DE EBULLICION.

Es la temperatura alcanzada por una sustancia donde la tasa de evaporación es igual a la tasa de condensación.


CONCEPTOS TEMPERATURA DE INFLAMACION.

Es la temperatura mínima en la cual un combustible liquido emana vapores suficientes para formar una mezcla inflamable con el aire. TEMPERATURA DE COMBUSTION.

Es la temperatura mínima en la cual una sustancia o compuesto puede mantener una combustión autosostenida, es decir sin la presencia de una fuente externa de calor.


CONCEPTOS LIMITE DE INFLAMABILIDAD.

Es la concentración máxima (limite sup.) Y mínima (limite inf.) En la que un gas o vapor mezclados en porcentajes con el aire puede entrar en combustión y mantenerla. TEMPERATURA DE IGNICION.

Es la temperatura en la cual un combustible liquido produce vapores suficientes como para mantener una combustión una vez iniciada.


CONCEPTOS

REACCIÓN EN CADENA

Se produce cuando el calor procedente de una reacción exotérmica es radiado otra vez hacia el combustible. FUEGO

Reacción exotérmica con desprendimiento de luz y calor


CONCEPTOS COMBUSTIÓN

Combinación de un cuerpo combustible con otro comburente, la cual genera una oxidación exotérmica que se produce con carácter irreversible. OXIDACIÓN: Combinación EXOTÉRMICA: Que

de un material con el oxígeno

desprende calor.

El material afectado por esta oxidación queda transformado totalmente, cambiando sus propiedades físico-químicas, sin posibilidad de recuperarlas. CARÁCTER IRREVERSIBLE:


TRIANGULO DEL FUEGO FUENTE DE CALOR. Temp. Para reacción.

expresar

la

Llama abierta, el sol, superficies calientes chispas y arcos, fricción, acción química, energía eléctrica, compresión de gases

FUENTE DE OXIGENO Se requiere una concentración aprox. De 16% y 24 % en el aire.

FUEGO

COMBUSTIBLE SÓLIDOS

LÍQUIDOS

Carbón Madera Papel Tela Plásticos Polvos

Gasolina Kerosén Alcohol Pinturas Aceites Lacas

GASES Gas natural Propano Butano hidrogeno Acetileno Monóxido de carbono.


TETRAEDRO DEL FUEGO OXIGENO

OXIGENO

REACCION EN CADENA

COMBUSTIBLE

CALOR

CALOR

COMBUSTIBLE

REACCION EN CADENA


PARTE II •

Fuentes de energía calórica.

Los productos de la combustión


FUENTES DE ENERGIA CALORICA ENERGIA CALORICA QUIMICA.

1. 2. 3. 4.

Calor de combustión. Calentamiento espontáneo. Calor por descomposición. Calor por solución

ENERGIA CALORICA MECANICA.

1. Calor por fricción. 2. Calentamiento por chispas de fricción. 3. Calor por compresión.


FUENTES DE ENERGIA CALORICA ENERGIA CALORICA ELECTRICA. •

Calentamiento por resistencia.

Calentamiento por arco eléctrico.

Calentamiento por electricidad estática.

Calor por descargas eléctricas

ENERGIA CALORICA NUCLEAR. •

Calor por fusión o fisión nuclear.

El calor generado se da por la separación o combinación de átomos.


PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓN Son todos aquellos productos resultantes de las transformaciones

físico-químicas

de

los

materiales

presentes en una combustión y que están divididas en cuatro categorías. 1. Los gases de la combustión. 2. Las llamas. 3. El calor. 4. El humo.


LOS GASES DE LA COMBUSTIÓN Son los gases producto de la combustión que permanecen en el aire al enfriarse y llegar a temperaturas normales. Esto se debe a que gran parte de los materiales combustibles contienen carbono y producen anhídrido carbónico al quemarse, sí la concentración de oxigeno en el aire es abundante, se dará lo que se conoce como combustión completa. Pero si la concentración es inadecuada se produce monóxido de carbono co2 lo que se conoce como combustión incompleta.


LOS GASES DE LA COMBUSTIÓN En la combustión de diferentes materiales se producen otros tipos de gases entre los que tenemos: anhídrido sulfuroso, amoniaco, cianhídrico, oxido de nitrógeno, ácidos halogenados, isocianatos, acroleínas e hidrocarburos volátiles. Cabe destacar que los gases producidos por la combustión dependen principalmente de la composición química de los materiales que arden, el caudal de oxigeno que aumenta la combustión y la temperatura.


LAS LLAMAS

Es la representación de una reacción exotérmica o de la energía calórica, la cual al ser liberada en el ambiente se transforma en energía luminosa y ésta se refleja en el espectro visible e infrarrojo.


EL CALOR

Es una forma de energía que poseen todos los materiales, se produce por conversión de otras formas de energía, entre ellas la energía cinética la cual se da por la fricción entre materiales lo cual produce un incremento de temperatura, sin embargo la energía química se convierte en calor durante la combustión de los materiales, cuando los átomos de las moléculas que lo conforman, reaccionan entre si para formar nuevas moléculas.


EL HUMO

Se compone de partículas de materia diminuta y minúsculas gotas de líquidos en suspensión denominadas aerosoles. La mayoría de los materiales al arder en condiciones de combustión incompleta producen partículas carbonosas, debido a esto materiales orgánicos que no se han quemado completamente producen aerosoles dispersos y contribuyen a la presencia de humo visible debido a que el tamaño de las partículas en suspensión es aproximadamente igual al tamaño de la longitud de onda de la luz visible, esto produce dispersión de la luz, oscurecimiento y falta de visibilidad.


TIPOS DE HUMO HUMO BLANCUZCO O BLANCO: Nos determina que se trata de un incendio que apenas comienza o en que consumió (madera, tela, papel, etc,) y es de poca densidad. HUMO NEGRO: Es comúnmente el resultado de la combustión de cauchos, alquitrán, plásticos, líquidos combustibles, lubricantes, etc. Y es bastante denso. HUMO MARRÓN O ROJIZO: Indican la combustión de óxidos de nitrógeno y otros gases venenosos. HUMO GRISÁCEO O AMARILLENTO: Es la señal de peligro de que se acerca una explosión por flujo reverso.


PARTE III • •

Conocer las fases de un incendio. Formas de propagación.


FASES DE UN INCENDIO.

En los incendios se llevan a cabo procesos de transformación importantes, estos permite que éstos se desarrollan por fases, las cuales nos pueden permitir determinar cual será su avance, su poder de destrucción y la magnitud de los daño que estos pueden producir.


FASES DE UN INCENDIO. FASE INCIPIENTE.

Es esta fase el oxígeno contenido en el aire no es suficiente para generar suficiente llama. En este proceso se produce vapor de agua, bióxido de carbono (CO 2), y pocas partículas de bióxido de azufre (SO 2) y monóxido de carbono. Se genera poca cantidad de calor, el cual se incremente a medida que el fuego se gesta y desarrolla. Una vez que el fuego se desarrolla este puede alcanzar los 700° c.


FASES DE UN INCENDIO. FASE DE LIBRE COMBUSTIÓN Es la fase donde hay suficiente oxigeno y combustible para incrementar el fuego y quemar todo. Durante su inicio el aire rico en oxigeno es atraído por las llamas, la convección lleva el calor hacia las áreas mas altas del espacio confinado. Los gases calientes se extienden a todo lo largo y ancho del techo forzando al aire frió hacia los niveles bajos, y eventualmente, ignitando todos los materiales combustibles en los niveles altos del inmueble. Las temperatura alcanza los 700 °c. Aproximadamente.


FASES DE UN INCENDIO. FASE LATENTE Es la fase donde no hay presencia de llama, pero alta concentración de humo denso y gases calientes los cuales pueden alcanzar temperaturas de 550° C, por falta de oxigeno en un espacio confinado, esta altas temperaturas hacen que se liberen partículas livianas de combustible de los materiales presentes. Si el aire entra de manera violenta o impropia al espacio confinado este reaccionara con los gases combustibles y ayudara a la generación de una explosión por flujo reverso o backdraft.


CRECIMIENTO DE UN INCENDIO


FORMAS DE PROPAGACION RADIACIÓN

Es el desplazamiento de ondas de calor, partiendo de un fuego, a una materia próxima. El calor que irradia un fuego se transmite en línea recta, calentando los objetos y el aire próximos.


FORMAS DE PROPAGACION CONVECCIÓN

Es el desplazamiento vertical u horizontal del humo y los gases calientes que se generan en un fuego, calentando todas las materias que están por encima, pudiendo llegar a su temperatura de ignición y arder.


FORMAS DE PROPAGACION CONDUCCIÓN Es el avance del calor a través de una sustancias y materiales los cuales transmiten calor pudiendo provocar incendios por contacto. Vertical


PARTE IV Al finalizar la lección el participante será capaz de: •

Conocer la clasificación de los incendios y los métodos de extinción.


CLASIFICACION DE LOS INCENDIOS

INCENDIOS CLASE “A”.

Son los incendios donde se encuentran involucrados materiales combustibles ordinarios tales como madera, telas, papel, gomas y algunos plásticos.


FUEGO CLASE “A”


CLASIFICACION DE LOS INCENDIOS

INCENDIOS CLASE “B”.

Son los incendios donde se encuentran involucrados

líquidos

combustibles,

gases

y

grasas de origen animal u mineral. Esta clase de incendio se extingue por exclusión del oxigeno, remoción del combustible y reducción de la temperatura.


FUEGO CLASE “B”


CLASIFICACION DE LOS INCENDIOS

INCENDIOS CLASE “C”.

Son los incendios donde se encuentran involucrados equipos eléctricos energizados. Esta clase de incendio se controla por medio de un agente extinguidor no conductor y el procedimiento de seguridad es el de desenergizar el equipo.


FUEGO CLASE “C”


CLASIFICACION DE LOS INCENDIOS Y METODOS DE EXTINCION

INCENDIOS CLASE “D”.

Son los incendios donde se encuentran involucrados metales combustibles. Esta clase de incendio se controla con la aplicación de agentes extintores especiales ya que el agua es poco efectiva.


FUEGO CLASE “D”


PARTE V Al finalizar la lecciรณn el participante sera capaz de: โ€ข

Conocer los fenรณmenos asociados a la combustiรณn.


FENÓMENOS ASOCIADOS CON LA COMBUSTIÓN

En el proceso de la combustión se pueden originar fenómenos que pueden afectar y poner en peligro la vida. Algunos de estos fenómenos se producen por efectos de la presión o el calor generado por el fuego. Estos fenómenos son conocidos como:


FENÓMENOS ASOCIADOS CON LA COMBUSTIÓN

EXPLOSIÓN

Fenómeno producido por la repentina y violenta expansión de gases. Surgen únicamente si se permite que el combustible y el oxidante llegan a mezclarse íntimamente antes de la ignición. Puede ir acompañada de calor, ondas expansivas de choque y la destrucción del recinto o estructuras próximas.


FENÓMENOS ASOCIADOS CON LA COMBUSTIÓN DETONACIÓN.

Es una reacción exotérmica caracterizada por la presencia de ondas de choque en el material que establece y mantiene la reacción, esta se propaga a una velocidad mayor a la del sonido dentro del material sin reaccionar. El mecanismo de aumento de temperatura en la mezcla es por compresión y la onda expansiva y no por transferencia de calor.


FENÓMENOS ASOCIADOS CON LA COMBUSTIÓN DEFLAGRACIÓN Es una reacción exotérmica que se propaga a través de los gases, neblinas, vapores o polvos combustibles por conducción, convección y radiación a un material que todavía no ha entrado en reacción. En este proceso la zona de combustión a avanza a través de la materia a una velocidad inferior a la del sonido dentro de los materiales sin reaccionar. En la mayoría de los casos se desarrolla a gran velocidad a través de los techos y las paredes los cuales están compuestos por elementos combustibles tanto en su construcción como en su acabado de pintura y decoración.


FENÓMENOS ASOCIADOS CON LA COMBUSTIÓN ESTE FENÓMENO PRINCIPALES QUE SON:

PRESENTA

CUATRO

RIESGOS

1. Disminuye el tiempo de producción del flashover. 2. Según la combustibilidad de los acabados interiores en los techos y paredes puede encenderse con fuerza explosiva . 3. El aumento de temperatura debido a la velocidad de propagación es muy rápido. 4. El aumento de la generación de humo, sus componentes tóxicos y flamables.


FENÓMENOS ASOCIADOS CON LA COMBUSTIÓN FLASHOVER Es la etapa final de reacción o propagación súbita de los gases súper calentados por radiación de los planos altos a los bajos EXISTEN TRES FORMAS PRODUCCIÓN DE UN FLASHOVER:

DE

PODER

RETRASAR

LA

1. APLICACIÓN DE TECNICAS ADECUADAS DE VENTILACION Natural. 2. Cortando la entrada de aire fresco al área involucrada. 3. Aplicación de chorros de agua en forma de neblina a una presión no mayor de 85 Psi. o 115 lpm.


FLASHOVER


FLASHOVER


FENÓMENOS ASOCIADOS CON LA COMBUSTIÓN

EXPLOSIÓN POR HUMO. (ROLL- OVER) Se origina cuando los gases combustibles no quemados durante la fase incipiente o en el inicio de la fase de libre combustión, se acumulan en las áreas superiores o cercanas al techo. Estos gases sobrecalentados son empujados bajo presión fuera del área no afectada por el fuego, donde se mezclan con el oxigeno. Cuando el rango de inflamabilidad es alcanzado el fuego se desarrolla rápidamente a lo largo del techo y continua hasta que todo el combustible se queme.


EXPLOSION POR HUMO O ROLLOVER

1. Los gases supercalentados se ignitan. 2. El fuego se desplaza a nivel del techo.


ROLLOVER


FENÓMENOS ASOCIADOS CON LA COMBUSTIÓN EXPLOSIÓN POR FLUJO REVERSO. (BACKDRAFT) Este fenómeno se da cuando se produce una combustión incompleta por falta de oxigeno, hay aumento de la temperatura dentro del recinto, se produce la proliferación de partículas de carbón y otros productos inflamables en el ambiente a la espera de una entrada súbita de oxigeno para iniciar una combustión instantánea.

Una

ventilación

inadecuada,

abrir

una

puerta

bruscamente o romper una ventana proporciona el oxigeno necesario para iniciar una combustión violenta y explosiva.


BACKDRAFT


FENÓMENOS ASOCIADOS CON LA COMBUSTIÓN CARACTERÍSTICAS QUE PUEDEN INDICAR LA EXISTENCIA POTENCIAL DE UN BACKDRAFT: 1. Presión interna por la acumulación de humo. 2. Humo denso y negro 3. Calor excesivo y confinado 4. Poca o ninguna presencia de llama 5. Humo saliendo intermitentemente por las ventana, puertas o aberturas 6. Sonidos crepitantes 7. Entrada violenta del aire cuando se realiza una abertura


BACKDRAFT


FENÓMENOS ASOCIADOS CON LA COMBUSTIÓN INCENDIO EN FORMA DE BOLA DE FUEGO.(FIRE-BALL)

Este se produce cuando un gas inflamable o gas licuado se escapa masivamente al medio ambiente y se produce la ignición instantánea de la masa de gas. Las expansión de los

gases calientes producidos por la

combustión origina una nube en forma de hongo con una elevada carga de radiación térmica.


FIRE BALL


FENÓMENOS ASOCIADOS CON LA COMBUSTIÓN EXPLOSIÓN DE UNA NUBE DE GAS NO CONFINADA. (U.V.C.E.) Este

fenómeno

ocurre

como

consecuencia

como

consecuencia del escape masivo de un gas o liquido volátil inflamable en condiciones en que no se produce un combustión instantánea de la masa de gas. Esta situación origina una nube de gas o vapor que al encontrar una fuente de calor comienza a arder en la periferia, produciendo un a inducción de aire hacia el centro de la nube, lo que acelera la velocidad de combustión produciendo una explosión.


UVCE


FENÓMENOS ASOCIADOS CON LA COMBUSTIÓN EXPLOSIÓN DE VAPORES EN EXPANSIÓN Y LÍQUIDOS EN EBULLICIÓN. (BLEVE) Ocurre cuando las paredes de un tanque o recipiente a presión que contiene gas licuado o un liquido volátil, son afectadas por el contacto directo con las llamas de un incendio, produciéndose su ruptura violenta y el escape del contenido del tanque al exterior. Lo que produce sobrepresión por la liberación súbita de la presión interna del tanque, ondas de choque, radiación térmica elevada, debido a la bola de fuego que se origina de la combustión masiva del producto inflamable liberado y proyección de fragmentos metálicos por la rotura del contenedor.


BLEVE


FENÓMENOS ASOCIADOS CON LA COMBUSTIÓN REBOSAMIENTO

VIOLENTO

DE

UN

LIQUIDO

POR

EBULLICIÓN. (BOIL- OVER)

Se origina cuando un incendio prolongado en la superficie de un liquido combustible pesado en un tanque. Esto porque la onda de calor que el liquido incendiado genera hace que las capas de agua contenida en el tanque, bien sea en la superficie o en el fondo de éste,

ebulle

instantáneamente

expulsión violenta del liquido.

produciéndose

una


BOIL OVER



teoria del fuego