“Química y Física del Fuego”

CUERPO DE BOMBEROS VIÑA DEL MAR

Técnicamente una reacción química que requiere combustible, oxigeno y calor para producirse.

Reacción Química rápida que libera energía y productos de combustión en una composición muy diferente al combustible y el oxigeno que se combinan para generarlo.

Proceso de oxidación rápido y en cadena que va acompañado de la evolución del calor y la luz en distintas intensidades.

Calor: Energía que se transfiere de un cuerpo a otro cuando sus temperaturas son diferentes.

Temperatura: Indicador de CalorEjemplos: Punto de ebullición y

congelación del agua.

Caloría: Cantidad de calor necesaria para aumentar 1 grado Celsius la cantidad de 1 gramo de agua.

Importante: concepto básico en el estudio del fuego.

Permite evaluar la envergadura de un incendio y la eficacia de un ataque.

Es el paso o transferencia de calor desde los objetos a mayor temperatura a los objetos de menor temperatura.

Tasa de trasferencia de calor: Proporcional a la diferencia calórica entre los cuerpos.

Ejemplo: Entre mayor diferencia mayor es la tasa de transferencia de calor.

Son 3:

1.- Conducción2.- Convección3.- Radiación

Definición: Transmisión punto a punto de la energía calorífica.

Un cuerpo se calienta como resultado de la exposición directa a una fuente de calor

Definición: Trasferencia de energía calorífica mediante el movimiento de líquidos y gases calientes. Genera un flujo de fluidos (gases o líquidos)

Definición: La trasmisión de energía a modo de onda electromagnética (ondas de luz, radio, rayos X) sin que intervenga ningún medio.Ejemplo: Rayos del sol.

El calor radiado es una de las fuentes principales de propagación del fuego a los alrededores

Reacciones Químicas: Cuando la materia se trasforma de un estado a otro o se produce una nueva sustancia.

Cambio físico: La composición química de la sustancia no se altera.

Ejemplo: cambios de estado (líquido a gaseoso)

Cambio Químico: Sustancia se trasforma en una nueva con propiedades física y Químicas diversas.

Ejemplo: Combinación Hidrogeno y Oxigeno = AGUA.

Cambios Físicos y Químicos utilizan energía:

- Reacciones exotérmicas: Liberan energía (producen calor)

Ejemplo: oxidación.

- Reacciones endotérmicas: Absorben energía.

Ejemplo: Cambio de estado del agua (liquido a gaseoso).

Fuego no es sinónimo de combustión.

Fuego: Forma de combustión.

Definición Combustión: Reacción Química en Cadena que libera energía o productos que provocan reacciones sucesivas del mismo tipo. (reacción exotérmica)

Fuego: Proceso de oxidación rápido y en cadena que va acompañado de la evolución del calor y la luz en distintas intensidades.

Oxidación Lenta (meses): Oxidación del hierro (se disipa)

Oxidación muy rápida (segundos): Explosión (gran cantidad de energía en corto tiempo)

Combustible

Oxigeno Calor

Fuegos sin llama

Sacando solo 1 componente dejamos de tener fuego

CalorOxigeno

Combustible

Reacción en Cadena

4 Componentes para la combustión:

1)Oxigeno (agente oxidantes=2)Combustible3)Calor4)Reacción Química en cadena.

Agente oxidante: Aquellos materiales que ceden oxigeno u otros gases oxidantes durante el trascurso de una reacción química.

Atmosfera compuesta en un 21% por Oxigeno.

Concentración mínima para combustión: 14%

Atmosfera enriquecida: Sobre 21% de Oxigeno.

Efectos:Algunos combustibles se autoinflaman.Algunos productos se incendian más fácilmente.Arden productos como el Nomex (31%)

Material que se oxida o arde durante la combustión.

El combustible en una reacción de combustión: AGENTE REDUCTOR

Se puede encontrar en estado líquido, solido o gaseoso.

Para arder: Estado gaseoso

Materiales sólidos y líquidos energía para cambio de

Estado

Combustible sólido Pirólisis.Combustibles líquidos Vaporización

Descomposición Química de una sustancia mediante la acción del calor.

Es decir, cuando un combustible solido se calienta, los materiales combustibles se desprenden de la sustancia.

Transformación de un liquido a su estado de vapor o gaseoso.

Generalmente se produce por la acción del calor.

Requiere menor energía que la Prirólisis de los sólidos.

Mayor peligro, no requieren de pirólisis ni vaporización

Para la combustión requiere: - mezclarse con el aire (oxidante). En

proporción adecuada según el RANGO DE INFLAMABILIDAD (nivel de concentración)

Definición: La gama de concentración del vapor (combustible) y el aire (oxidante).

Límite de inflamabilidad inferior: Concentración mínima de vapor combustible y aire que permite la combustión

Limite de inflamabilidad superior: concentración más allá de la cual no se produce combustión.

I.- Combustibles en base a carbón, hidrógeno y oxigeno:

1.- Derivados de hidrocarburos: Gasolina y plásticos

2.-Derivados de la celulosa: papel y madera.

II.- Combustibles en base a hidrógeno y metales combustibles (sodio, magnesio).

Componente energético del tetraédro del fuego.

Efectos sobre el combustible:- Pirólisis o Vaporización.- Energía necesaria para la ignición*- Producción e ignición continua de los

vapores combustibles.

Energía Química: La más común. Es el caso de la oxidación y la autoinflamación.

Energía eléctrica: genera temperatura suficiente para prender materiales combustibles cerca del área calentada. (Sobrecarga, arco eléctrico, chispas)

Energía mecánica: Se genera por fricción (movimiento de 2 superficies) y compresión ( gas comprimido).

Se requiere de 4 Componentes del tetraedroEtapas:1.- Ignición2.- Crecimiento3.- Flashover4.- Desarrollo completo5.- disminución

Período en que los 4 elementos del tetraedro del fuego coinciden y se inicia la combustión.

Ignición guiada: causado por elemento externo como chispa o llama.

Ignición no guiada: Causado cuando el material llega a su punto de ignición como resultado de la autoinflamación.

Incendio pequeño circunscrito al material combustible

Al principio, la temperatura de los gases del fuego disminuye a medida que éstos se desplazan lejos de la línea central del penacho.

DESARROLLO DEL PENACHO

DESARROLLO DEL INCENDIO

A medida que el incendio se propaga, la temperatura general del compartimiento aumenta al igual que la temperatura de la capa de gasen el nivel del techo.

PREVIO AL FLASHOVER

El calor radiante (flechas rojas) de las capas de gas caliente del techo calienta a los materiales combustibles, lo que produce los vapores

• Temperatura ambiente en excesode 483ºC (900ºF)• Todas las superficies de combustiblearden al igual que losgasesFLASHOVER

Un ejemplo de flashover o explosión espontánea tipo flamazo

POST FLASHOVER

Un incendio completamente desarrollado

A medida que el incendio consume el combustible disponible en el compartimiento, la tasa de liberación de calor empieza a disminuir.

IGNICIÓN

FLASHOVERPOST FLASHOVER

Crecimiento

DesarrolloCompleto del Incendio

Disminución

TIEMPO

Aumento Tº

El incendio se extingue limitando o interrumpiendo uno o más elementos esenciales en el proceso de combustión (el tetraedro del fuego).

Un incendio se extingue reduciendo 1.- La temperatura (enfriamiento), 2.- eliminando el combustible disponible 3.- eliminando el oxígeno disponible 4.- deteniendo la reacción química en cadena

Este proceso depende de la reducción de la temperatura de un combustible hasta un punto en el que no produzca suficiente vapor para arder.

Normalmente con Agua. Suficiente agua para absorber el calor

generado.

La fuente del combustible puede suprimirse deteniendo el flujo del combustible líquido o gaseoso, o suprimiendo el combustible sólido en el camino del incendio

También dejar que el incendio arda hasta que se consuma todo el combustible.

La dilución del oxígeno disponible en el proceso de combustión disminuye la propagación del incendio y puede extinguirlo totalmente con el tiempo

Los agentes extintores tales como algunos agentes químicos secos y halogenados (halones) interrumpen la reacción de combustión y detienen las llamas.

Efectivo: Combustibles líquidos y Gaseosos.

Se clasifican en 4 clases de incendios:

1.- Incendios clase A.2.- Incendios clase B.3.- Incendios clase C.4.- Incendios clase D.

En los incendios de clase A intervienen materiales combustibles normales como la madera, la ropa, el papel, la goma y gran número de plásticos.

- El agua se utiliza para enfriar o apagar estos materiales.

- La adición de espumas de clase A también es efectiva.

Los incendios de clase B implican líquidos y gases inflamables y combustibles como la gasolina, el aceite, la laca, la pintura, los alcoholes minerales y el alcohol

La sofocación es un método efectivo para combatirlos.

Los incendios que implican equipos eléctricos

activados constituyen los incendios de clase C. Ejemplos: Los electrodomésticos, computadores, transformadores

Extinción: Agente extintor no conductor (Halon)

Los incendios de clase D implican metales combustibles como el aluminio, magnesio, titanio, circonio, sodio y potasio.

Extremadamente peligrosos cuando se encuentran en polvo.

Agentes extintores “tradicionales” no son eficaces.

Agentes extintores especiales dependiendo del material que arde.