El fuego es una reacción química autoalimentada y
exotérmica que se produce entre una sustancia combustible sólida, líquida o
gaseosa y el oxígeno, la que una vez comenzada a través de una energía de
iniciación, se mantiene a sí misma hasta la consumición de alguno de los
substratos intervinientes, usualmente el combustible. Como resultado de esta
reacción se obtiene luz, calor y humo (este último formado por partículas de
hollín, restos de gases combustibles no quemados, gases tóxicos e irritantes
dependientes del tipo de material que se combustiona y las temperaturas
alcanzadas, monóxido y dióxido de carbono y vapor de agua).
También, como cualquier reacción química, está expuesta a la acción de catalizadores e inhibidores. Las primeras son sustancias que presentes, aún en pequeñas cantidades, aumentan la velocidad e intensidad de la reacción. Las segundas, adicionadas a la reacción o a los reactivos, disminuyen su intensidad y velocidad o aumentan la cantidad de energía necesaria para iniciarla.
Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto, podemos decir que el fuego está representado por un triángulo, siendo cada lado de éste un componente indispensable del proceso: CALOR, COMBUSTIBLE y COMBURENTE (OXIGENO). Este es el llamado TRIANGULO DEL FUEGO, y a través de su simple observación advertimos que nuestra actuación en cualquiera de sus lados llevará a la interrupción del proceso ígneo.
Triangulo del Fuego
La posterior aplicación de productos químicos con
buena capacidad de extinción pero que no poseían grandes cualidades de
enfriamiento y sofocación, llevaron a un estudio más profundo de esta teoría,
encontrando un cuarto factor interviniente que fue denominado REACCION EN
CADENA, y que es la inestabilidad de la reacción producida por los
radicales químicos libres que se liberan por la acción de la temperatura
sobre el combustible, y que favorecen la prosecución del proceso.
El hallazgo de este cuarto factor determinó que el
anteriormente denominado triángulo del fuego se transformara en una figura de
cuatro caras triangulares: el TETRAEDRO DEL FUEGO, y en el cual cada una
de sus caras representa un factor interviniente.
COMPONENTES BASICOS DEL FUEGO
Los componentes básicos del fuego son COMBUSTIBLE,
COMBURENTE Y CALOR.
El combustible puede ser cualquier sustancia inflamable, ya sea sólida, líquida o gaseosa. Debemos tener en cuenta que lo que se quema casi siempre son los vapores o gases inflamables de la sustancia, lo que implica que los sólidos necesitarán mayor cantidad de energía calorífica para iniciar su combustión que los líquidos, y estos a su vez mayor aporte energético que los gases. Otros factores que también influyen en la cantidad de energía necesaria para iniciar la combustión son, además del estado de agregación del combustible, su estado físico (grandes trozos, gránulos, polvos finamente divididos), el grado de homogeneización de su mezcla con el oxígeno (polvos, nieblas o sprays de sólidos y líquidos) y la temperatura a la que se encuentre la sustancia o la mezcla. Cuando la combustión se desarrolla sobre toda la masa del combustible y no sobre
los vapores generados, nos encontramos con el proceso denominado incandescencia o brasa.
El comburente es el oxígeno, gas presente en la
atmósfera en una proporción del 21% (el otro 78% corresponde al nitrógeno y el
1% a otros gases). Tengamos en cuenta que el aumento accidental de esta
proporción acelerará el proceso combustivo, y su disminución lo hará más lento,
llegando incluso a extinguirlo. Asimismo el incremento del porcentaje de
oxigeno disminuirá la generación de humo y monóxido de carbono, aumentando la
producción de dióxido de carbono, luz y de energía calorífica radiante, la que,
al aumentar la pirolisis de los materiales combustibles que se encuentran a su
alrededor, requerirá en poco tiempo mayor cantidad de comburente que el
presente en el medio, comenzando a generar humo y monóxido de carbono
nuevamente.
También es importante saber que en determinadas
circunstancias, el oxígeno puede ser aportado por sustancias químicas
(denominadas oxidantes) que se encuentren mezcladas con el combustible, lo que
hará muy difícil apagar estos fuegos por sofocación, ya que el aporte de
comburente se desarrolla directamente en la reacción. En otras ocasiones,
debido a las características extremadamente reactivas de las sustancias
involucradas pueden producirse combustiones en ausencia de oxígeno, como por
ejemplo la combustión de polvo de circonio bajo atmósfera de dióxido de carbono
o de hidrocarburos en presencia de una atmósfera de cloro gaseoso.
Para que la combustión sea posible, el combustible (o
sus gases) deberán mezclarse con el oxígeno en proporciones determinadas,
denominadas limites inflamables superior e inferior y por encima o por debajo
de estos no se producirá la reacción, en el primer caso por exceso de
combustible y en el otro por falta de oxígeno. Obviamente, cuanto mayor sea la
distancia entre ambos límites, o rango de inflamabilidad, mayor riesgo
inflamable representará la sustancia, ya que permanecerá más tiempo en
condiciones de combustionarse.
El calor puede ser aportado por llamas, chispas,
procesos de fermentación y putrefacción, el sol, etc. Puede ser un aporte
instantáneo o acumulativo, siendo en realidad su tasa de generación y
disipación, las características del combustible presente y su mezcla más o
menos intrínseca con el oxígeno las que determinarán la iniciación o no del
proceso de combustión. Es importante diferenciar temperatura y cantidad de
calor: la primera es un indicativo del calentamiento de una sustancia expresada
en una determinada escala, la segunda es la cantidad de energía calórica
necesaria para lograr esa temperatura y está directamente ligada a la masa del
cuerpo en cuestión y a su material constitutivo. También recordemos que
aquellos materiales que necesitan una gran cantidad de calor para elevar su
temperatura, la cederán cuando entran en contacto con otros a menor
temperatura, provocándole daños, y en el caso de la piel humana, serias
quemaduras; asimismo si entran en combustión serán más difíciles de extinguir
que aquellos cuya energía de iniciación es menor.
La temperatura de los cuerpos se mide en distintas
escalas: GRADOS CENTIGRADOS (o CELSIUS), KELVIN, FAHRENHEITy RANKINE.
El CALOR se mide en otras unidades:
- JULIO (J): energía disipada cuando la unidad de fuerza (1 NEWTON) mueve un cuerpo a 1 Mt de distancia. (4,183 Julios equivalen a una caloría).
- WATIO (W): es una medida de potencia o flujo de energía y es igual a 1 Julio por segundo (1 W = 1 J / s). A veces la cantidad de calor liberado en un incendio puede expresarse en kW (Kilovatios = 1000 w) o MW (Megavatios = 1000 kW =1.000.000 w).
- CALORIA: cantidad de calor necesario para elevar en un grado centígrado la temperatura de un gramo de agua (entre 14,5° y 15,5° C). Una caloría equivale a 4,183 Julios.
- UNIDAD TERMICA BRITANICA (BTU): cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de una libra de agua (0,454 Kg) en un grado Fahrenheit (medido a 60° F = 15,5° C). Una BTU = 1.054 J = 252 CALORIAS.
Cada sustancia combustible tiene una TEMPERATURA DE
INFLAMACION O PUNTO DE FLASHEO (FLASH POINT en inglés) a la cual
emite gases inflamables en cantidad suficiente para provocar su ignición en
presencia de chispa o llama, pero sin llegar a continuar luego de esta primera
reacción con un fuego auto sostenido. Un poco por encima de esta temperatura de
inflamación se encuentra la TEMPERATURA DE IGNICION, en la que habiendo
iniciado la combustión por la acción de chispas o llamas, esta se mantiene en
el tiempo mientras haya combustible y comburente presentes. Por último,
bastante más elevada es la TEMPERATURADE AUTOIGNICION, a la cual se
inicia la reacción en forma espontánea sin necesidad de presencia de chispas o
llamas.
Profesora: Eliany García
Ambiente 3 TSU Bomberil,
Discentes:
Edward Echavarría Ruiz, C.I. Nro.
24.638.143.
Jesús Maestri, C.I. Nro. 20.117.169.
Pedro Navarreto, C.I. Nro.
17.789.954.
Nicomedes Estrada, C.I. Nro.
14.715.647.
Orlando Pérez, C.I. Nro. 19.842.638.
Darwuin Portillo, C.I. Nro.
15.859.338.
Mayo 2015
