Espumas Nivel 1 (2010)

Cuerpo de Bomberos de Viña del MarDepartamento de Capacitación

Curso Nivel 1Modulo “Espuma”

Curso Nivel 1: “Espuma”


Relator: Insp. General Sr. Alejandro Bahamonde N. Bombero Honorario. Cuarta Compañía de Bomberos de Viña del Mar. “Bomba Jose Rafael Brunet Barreiro”



OBJETIVOS



OBJETIVOS:

1-. Describir las formas en que la espuma extingue el fuego.

2-. Nombrar, a lo menos, tres tipos de espuma.

3-. Indicar como se produce la generación de espumas.

4-. Señalar la forma en que se debe aplicar la espuma sobre un liquido combustible que se encuentra ardiendo.


DEFINICIONES



DEFINICIÓN:

Espuma:

Agente extintor del fuego por aislamiento del oxigeno mediante la generación de una masa de burbujas de aire de tipo acuoso, de menor densidad que los líquidos inflamables – combustibles.

Es usada principalmente para formar un manto o colchón que flota sobre los líquidos, previniendo o extinguiendo su combustión.


DEFINICIÓN:

Espuma:

Es un agregado de burbuja de aire, formadas de soluciones acuosas de menor densidad que los líquidos inflamables-combustibles.

Es usada principalmente para formar un manto o colchón cohesivo que flota sobre estos líquidos previniendo y extinguiendo su combustión mediante la exclusión del aire y el enfriamiento del combustible.

NFPA 11 Standard for Low Expansion Foam.


DEFINICIÓN:

Espuma:

También previene su reignición mediante la supresión de la formación de vapores inflamables. Tiene la propiedad de adherirse a las superficies proporcionando un grado de protección a la exposición de fuegos adyacentes.

NFPA 11 Standard for Low Expansion Foam.


ORIGENES



ORIGENES:

•Las espumas fueron desarrolladas por la Armada de los Estados Unidos (US Navy) durante 1930.

•También fueron desarrollados por National Foam.


PROPIEDADES



PROPIEDADES:

El uso de una espuma es uno de los medios más eficientes para extinguir el fuego de líquidos combustibles e inflamables.

La espuma contra incendios es una sustancia compuesta de pequeñas burbujas que se forman uniendo agua, agente espumante y aire.

Esta sustancia, vertida sobre líquidos combustibles e inflamables que están ardiendo, flota sobre ellos, evitando el contacto entre los gases que se están generando y el oxigeno del aire, separando las llamas de la superficie.


PROPIEDADES:

A su vez, el agua contenida en la espuma absorbe calor enfriando la superficie del liquido.

Antiguamente se hablaba de espumas químicas debido a la reacción química que se producía al mezclar compuestos grasos y espumantes y sulfato de aluminio en solución acuosa, lo que genera una gran cantidad de burbujas.


PROPIEDADES:

Hoy la producción de espumas se logra mediante una proceso mecánico, razón por la que se llaman espumas mecánicas, en que se mezcla agua, concentrado de espuma y aire.

Si a lo anterior se agrega la agitación mecánica, se conoce como “Tetraedro de la Espuma”

AgitaciónMecánica

AireEspumojenoConcentrado

Agua


TERMINOLOGIA:

Concentrado de Espuma: Suministrado por fabricante.

Solución de Espuma: Concentrado más agua.

Espuma: Solución más aire.


UTILIZACIÓN



LAS ESPUMAS SE UTILIZAN PARA COMBATIR INCENDIOS QUE INVOLUCRAN:

•Líquidos inflamables.

•Líquidos combustibles.

•Supresión de vapores.

•Incendios en espacios confinados.


LAS ESPUMAS SE UTILIZAN PARA COMBATIR INCENDIOS QUE INVOLUCRAN:

Esto lo logra la espuma al separar las llamas de la superficie del liquido en combustión, al formar una película entre dicho liquido y el oxigeno del aire; además, el agua contenida en la espuma absorbe calor lo que baja la temperatura del combustible, impidiendo la generación de nuevos vapores.


LA ESPUMA EXTINGE EL FUEGO DE CUATRO FORMAS:

Sofocando, al impedir que el oxigeno se mezcle con los vapores inflamables.

Suprimiendo los vapores inflamables e impidiendo que estos sean liberados, en forma una barrera hermética sobre la superficie.

Separando las llamas de la superficie del combustible, e impidiendo nuevas evaporaciones.

Enfriando el combustible y el área con el agua contenida en la espuma.


LAS ESPUMAS PARA SER EFECTIVAS, DEBEN TENER LAS SIGUIENTES PROPIEDADES:

•Ser resistente al calor.

•Tener un drenaje lento.

•Tener un flujo de cubrimiento rápido.



•No contaminar o tener un mínimo de índice de contaminación.

•No contaminarse con productos de la combustión que disminuyan su capacidad extintora.

Al estimar el uso de espuma se deben considerar dos de sus principales características “concentración” y “expansión”.



Tener un flujo de cubrimiento rápido.



Tener un flujo de cubrimiento rápido.

Manto de espuma

CombustibleCombustible



Ser resistente al calor.



Ser resistente al calor.

Paredes metálicas del tanque calientes

Manto de espuma

CombustibleCombustible



No contaminarse con productos de la combustión que disminuyan su capacidad extintora.



Tolerancia al combustible.



Tolerancia al combustible.

La propiedad a resistir la contaminación por el combustible cuando se inyecta por la base.



Supresión de vapores.



Supresión de vapores.

El manto de espuma retiene los vapores combustibles


CONCENTRACIÓN



CONCENTRACIÓN:

Se refiere a la concentración que tienen los productos empleados para la generación de espumas.

Un concentrado de espuma al 3% significa que 3 partes de concentrado serán mezclados con 97 partes de agua.

Un concentrado de espuma al 6% tendrá un 6% de concentrado y un 94% de agua.


CONCENTRACIÓN:

Las concentraciones de espuma mas usadas son al 3% y 6%. En todo caso la concentración a emplear dependerá del tipo y magnitud del siniestro.

La mezcla entre el agua y el concentrado de espuma se logra mediante un sistema regulador que posee el aparato “premezclador o inductor en línea” que se utiliza en la producción de espuma.


EXPANSIÓN



EXPANSIÓN:

Esta referida a la relación que hay entre el volumen de agua mas el concentrado de espuma y el volumen de la espuma resultante.

Por ejemplo:

Expansión 1:150 significa que 1 litro de la solución formada por agua más concentrado produce, 150 litros de espuma.


EXPANSIÓN:

De acuerdo a esto, las espumas se pueden agrupar en:

•Baja expansión.

•Mediana expansión.

•Alta expansión.


EXPANSIÓN:

•Espuma baja expansión: Expansión menor a 1:20.

•Espuma mediana expansión: Expansión entre 1:20 a 1:200.

•Espuma alta expansión: Expansión superior a 1:200.


CLASIFICACIÓN



CLASIFICACIÓN DE ESPUMAS:

Considerando que actualmente son las espumas mecánicas las empleadas en el ámbito mundial y nacional, serán estas las que se analizaran a continuación:


ESPUMA MECANICAS:

•Espuma proteínica.

•Espuma sintética.


ESPUMA PROTEINICA



ESPUMA PROTEINICA:

Espuma proteínicas: Son las mas comunes, se preparan sobre la base de plumas, huesos, pezuñas, etc., mas agua y preservantes de la descomposición.

Tienen un color obscuro, aspecto viscoso y olor un tanto nauseabundo.


ESPUMA PROTEINICA:

Ventajas: Elasticidad, capacidad de retención de agua, fuerza mecánica y resistencia al calor.


ESPUMA PROTEINICA:

Desventajas: Fácilmente contaminable por los combustibles lo que hace que pierda sus propiedades, lento desplazamiento sobre la superficie en comparación con otras espumas y no son adecuadas para emplearse sobre alcoholes o solventes polares.


SOLVENTES POLARES Y ALCOHOLES :

•Alcoholes.•Esmaltes.•Disolventes de laca.•Acetonas.•Monómero de estíreno.•Acetato de vinilo, etc.


SOLVENTES:

Solvente No Polares

•No se mezclan con agua.•No polares.

Ej:

Nafta, Gas Oil, Fuel Oil, etc.Queman con humos negros.

Solventes Polares

•Se mezclan con agua.•Polares.

Ej:

Alcoholes, Adhesivos, etc.Queman con humos mas claros.


ESPUMA PROTEINICA:

Vida útil limitada, lo que implica revisar la fecha de vencimiento y el concentrado produce corrosión en los equipos que toman contacto con el.


ESPUMA PROTEINICA:

Cumplen las cuatro funciones básicas de las espumas:

Sofocar, enfriar, suprimir y separar.


ESPUMA PROTEINICA:

Pero aunque son resistentes al calor, no eliminan rápidamente el fuego. Se usan al 3% y al 6% con equipos de baja expansión, con agua dulce o salada.

Aunque han sido desplazadas por mejores tipos de espumas, se utilizan en incendios de hidrocarburos.


ESPUMA FLUOROPROTEINICA



ESPUMA FLUOROPROTEINICA:

Pueden ser de tres tipos:

•Espuma Fluoroproteinica.

•Espuma Fluoroproteinica Resistente a Alcoholes (AR-FFFP).

•Fluoroproteinica Formadora Película Acuosa (FFFP).



Poseen igual base que las anteriores, pero se le han agregado aditivos fluorados que les dan mas fluidez y mas resistencia al calor.

Además, se mezclan con el combustible sin contaminarse.



Ventajas: Mayor velocidad de desplazamiento, mejor resistencia al calor y a la reignición, resistencia a la contaminación, buena adherencia a las superficies metálicas, lo que es muy ventajoso en paredes de estanques, compatibilidad con polvos químicos secos y posibilidad de ser usada con agua dulce y salada.



Desventajas: No ser tan rápidas como las espumas sintéticas, que analizaran mas adelante, y no ser adecuadas para incendios de alcoholes o solventes polares.


ESPUMA FLUOROPROTEINICA RESISTENTE A ALCOHOLES



ESPUMA FLUOROPROTEINICA RESISTENRE A ALCOHOLES:

Fueron desarrolladas para combatir siniestros que involucran alcoholes o solventes polares.

Estos elementos atacan a las espumas proteínicas y sintéticas tradicionales disolviendo el agua contenida en ellas, haciendo que pierdan su capacidad de extinción.


ESPUMA FLUOROPROTEINICA RESISTENRE A ALCOHOLES:

Ante esto, fue necesario crear una espuma resistente a estos solventes, lo que se logro reforzando químicamente la pared de la burbuja de agua, formándose de esta manera una solida membrana polimérica que al extenderse sobre la superficie del combustible, separa este de la espuma, impidiendo que se vea afectada y destruida.


ESPUMA FLUOROPROTEINICA FORMADORA PELICULA ACUOSA (FFFP)



ESPUMA FLUOROPROTEINICA FORMADORA PELICULA ACUOSA (FFFP):

Consiste en una espuma fluoroproteinica la cual se encuentra combinada con las propiedades de velocidad de extinción de AFFF.

Formando una espuma FFFP con propiedades combinadas.


ESPUMAS SINTENICAS



ESPUMA SINTETICA:

Este tipo de espumas se forma con detergentes y aditivos, presentándose en tres tipos:

•Alta expansión (Hi-Ex).

•AFFF (Aqueos Film Forming Foam, Espuma Formadora de Película Acuosa).

•Resistente a los Alcoholes (ATC o ARC).


ESPUMA ALTA EXPANSIÓN



ALTA EXPANSIÓN:

Estas espumas se caracterizan por producir grandes volúmenes de espuma, empleando para ello solo agua. Su producción requiere de un equipo especial llamado “Generador de Alta Expansión”.

Este tipo de espumas enfría, sofoca y reduce el porcentaje de oxigeno del aire, porque se transforma en vapor al disolverse.


ALTA EXPANSIÓN:

Ventajas: Se destaca que en un siniestro pueda llegar a lugares inaccesibles, minimiza el daño que causa el agua y extingue con rapidez, por su velocidad de desplazamiento.


ALTA EXPANSIÓN:

Desventajas: Son poco resistentes al fuego, no pueden ser empleadas en alcoholes o solventes polares, es destruida por los químicos secos y el transito por ella debe ser restringido y empleando equipo de respiración autónomo.


ESPUMA FORMADORA PELICULA ACUOSA (AFFF)



ESPUMA FORMADORA DE PELICULA ACUOSA (AFFF):

Pueden ser definidas como elemento sintéticos, con agentes que forman una película sobre el combustible, eliminando los vapores calientes y extinguiendo el fuego.


ESPUMA FORMADORA DE PELICULA ACUOSA (AFFF):

Lo anterior se logra debido a que la película acuosa impide la salida de vapores, resistiendo la reignición. Por su parte, la capa de espuma no permite el acceso al oxigeno de la superficie, y el agua contenida en la espuma produce el enfriamiento del combustible.


CARACTERISTICAS:

Su principal característica es la velocidad con que elimina el fuego, lo que le da gran valor en los rescates y accidentes.

Por su rapidez de cubrimiento es poco resistente al calor, lo que la hace un poco insegura al desplazarse sobre ella, por el peligro de reignición.

Tiene poca adherencia a las superficies metálicas calientes.


CARACTERISTICAS:

Pueden ser lanzadas con pitones convencionales, tipo neblina.

Se pueden aplicar en estanques mediante tuberías debajo del combustible, porque flotan hasta la superficie.


ESPUMA SINTETICA CON RESISTENCIA A LOS ALCOHOLES(ATC O ARC)



ESPUMA SINTETICA CON RESISTENCIA A LOS ALCOHOLES (ATC O ARC):

Sus características son similares a las AFFF, se le ha agregado una membrana polimérica que aísla la espuma de la superficie del combustible o del solvente polar.


RESUMEN



CLASIFICACION DE ESPUMAS:

Espumas Mecánicas

Espuma Mecánica Proteínicas

Proteínicas

Fluoroproteinica (FP)

Fluoroproteinica Resistente Alcohol (AR-FFFP)

Espumas Sintéticas

Alta Expansión

Formadora Película Acuosa (AFFF)

Sintética Resistente a Alcoholes (ATC o ARC)Fluoroproteinica Formadora Película Acuosa (FFFP)


CUADRO COMPARATIVO DE ESPUMAS:


CUADRO DE APLIACIÓN DE ESPUMAS:

Propiedad Proteínica Fluoroproteinica AFFF FFFP AR-AFFF

Control Mala Buena Excelente Buena Excelente

Resistencia calor Excelente Excelente Mala Buena Buena

Tolerancia combustible Mala Excelente Moderada Buena Buena

Supresión vapores Excelente Excelente Buena Buena Buena

Resistencia a alcohol N/A N/A N/A N/A Excelente


EQUIPOS PARA LA GENERACIÓN DE ESPUMA



EQUIPOS PARA LA GENERACIÓN Y APLICACIÓN DE ESPUMAS:

Como se ha indicado, la espuma es posible producirla uniendo los tres elementos del triangulo de la espuma:

•Agua.

•Aire

•Concentrado.


EQUIPOS PARA LA GENERACION Y APLICACIÓN DE ESPUMAS:

Estos tres elementos actúan en dos etapas:

Inducción: Que contempla la mezcla del agua y el concentrado de espuma.

Generación: Resultante de la introducción del aire a la mezcla de los dos elementos anteriores, generando la espuma.



La etapa de inducción se efectúa mediante un “premezclador o inductor en línea”, aparato que mediante diferencias de presión permite aspirar el concentrado de espuma desde un bidón, por medio de una manguera que vincula a ambos, los que deben estar unidos herméticamente.



Esquema básico de generación de espuma:



Premezclador o inductor en línea:



El premezclador posee un sistema regulador que permite mezclar la cantidad de agua con la dosificación del concentrado de espuma en los porcentajes que correspondan, por lo general mediante una válvula giratoria que indica la cantidad de concentrado en porcentaje.



Regulador de premezclador o inductor en línea:



En la etapa de generación y también por una diferencia de presión, un pitón (que tiene ciertas aberturas para la toma de aire y una cámara especial), agrega aire a la solución generando y lanzando la espuma.



Pitón de espuma:



Existen algunos carros que efectúan la etapa de inducción en forma interna, en su cuerpo de bomba o estanques, faltando solo el aire que es agregado en los pitones.



Los pitones se clasifican de acuerdo a la expansión que producen.

Generalmente tienen un rendimiento de 200 a 225 litros por minuto, requiriendo presiones no inferiores a 7 bares (100 psi).

Los pitones de mediana expansión proyectan la espuma una distancia menor que la que se obtiene con una de baja expansión. Con una expansión 1:75 se llega a 12 metros, en tanto que con expansión 1:150 solo se alcanzaran 3 metros.



Pitón de mediana expansión:



Pitón de alta expansión:



El generador de alta expansión es un equipo que usa concentrado sintético, produciendo expansiones de hasta 1:1500.

En este equipo, el aire es inyectado por un ventilador, los que pueden ser accionados de diversas formas, tales como un motor o por el paso de agua que sirve para generar la espuma, a modo de turbina.



El concentrado es rociado en la corriente de aire y dirigido a una fina red. La acción de mezclar el concentrado con el aire y soplar esta mezcla a través de la red produce una masa de burbujas de tamaño uniforme, llenas de aire.

Esta espuma no puede ser lanzada con pitones, por lo tanto, debe ser conducida al lugar deseado mediante mangas o ductos plásticos.

Otra posibilidad, es inundar con espuma el recinto siniestrado.



Su uso se limita a las cercanías de la maquina y presenta una serie de inconvenientes, tales como el exceso de personal requerido en su manejo.

Con presiones de 10 bares, su rendimiento varia entre 220 y 1.600 litros por minuto.


LOS MONITORES O CAÑONES GENERADORES DE ESPUMA PUEDEN SER EQUIPOS FIJOS O PORTATILES YA SEA EN CARRO O PORTATILES.

Estos implementos generan espumas de baja expansión y pueden lanzarla a gran distancia, entre 50 y 90 metros, con presiones de hasta 14 bares.

Los grandes desalojos logrados por estos equipos, hasta 340 litros por minutos, obliga a contar con un adecuado respaldo de agua y concentrado. Si no se dan estas condiciones, el fuego podría continuar, con lo cual el material y el esfuerzo empleado serian inútiles.


TECNICAS DE APLICACIÓN



TECNICAS DE APLICACIÓN DE ESPUMA:

•Rebote.

•Barrido.

•Lluvia.

¡ Nunca dirigirla contra el liquido !



Rebote



Barrido



Lluvia



¡ Nunca dirigir contra el liquido !


CONSIDERACIONES



CONSIDERACIONES:

! No aplicar agua a un manto o colchón ¡

! No caminar sobre el manto o colchón ¡


COMPATIBILIDAD DE ESPUMAS



COMPATIBILIDAD DE ESPUMAS:

•No mezcla concentrado de diferente tipo. (AFFF, Proteínica, FFFP, etc.)

•Similares tipos de concentrado pueden mezclarse para inmediato uso en incendios. (AFFF y AFFF, FFFP y FFFP, etc.)

•Según indicaciones de fabricante para uso y almacenamiento.


OBSERVACIONES



LAS ESPUMAS NO SON EFECTIVAS EN:

Fuegos eléctricos:

•Hornos

•Transformadores

•Tableros, etc. C



Gases presurizado:

•Propano

•Butano



Metales Combustibles:

•Sodio•Potasio•Zirconio•Magnesio•Titania

D


PRUEBAS Y TEST:

•NFPA 298: Foam Chemicals for Wildland Fire Control.

•UL Wetting Agent Test.

•USDA Forest Service: Interim Requirements for wildland Fire Foam.

•Rochna-Schlobohm BLM: Foam Insulation Test.


ESPUMA TIPO A



ESPUMAS PARA FUEGOS CLASE A:

•Espumas diseñadas para la extinción de incendios con fuegos clase A.

•Espuma sintética, basadas en tensioactivos aniónicos biodegradables.

•Gran velocidad de extinción y alto poder de penetración.

•Dosificación: 0,3 al 1%.



Dosificaciones:

•Humedecer y penetración: 0,1% a 0,3 %.

•Ataque estructural: 0,3% a 0,5%.

•Protección estructural: 0,5% a 0,7%.

•General : 0,1% a 1%.


Muchas Gracias…


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