Teoría del fuego

El **tetraedro del fuego** representa los cuatro elementos que intervienen en toda combustión: **combustible**, **comburente**, **calor** y **reacción en cadena**. Para que se produzca un proceso de combustión son necesarias tres condiciones básicas: **suficiente material combustible**, **oxígeno disponible** y una **temperatura suficientemente alta**.

El aire que actúa como comburente está compuesto aproximadamente por un **21% de oxígeno** y un **79% de nitrógeno**. La norma **ISO** define la combustión como una **reacción exotérmica de una sustancia con un agente oxidante**, es decir, una reacción que desprende energía.

**Datos clave:**

• Tetraedro del fuego: combustible, comburente, calor, reacción en cadena.
• Condiciones básicas: combustible suficiente + oxígeno + temperatura alta.
• Aire: 21% oxígeno, 79% nitrógeno.
• Definición ISO de combustión: reacción exotérmica de una sustancia con un agente oxidante.

Del **estado sólido** de un combustible se necesita aportar la **mayor cantidad de energía** para conseguir su activación, frente al estado gaseoso, donde las partículas tienen **enlaces de poca energía**, gran **capacidad de movilidad y difusión**, y tienden a **ocupar todo el espacio disponible**.

El calor se transmite por tres mecanismos. La **conducción** es la **transferencia de calor por contacto directo** de un cuerpo a otro. La **radiación** es la forma en que la energía viaja a través del espacio; el manual lo ilustra con el ejemplo de **la llama de una vela**, cuyo calor se percibe al colocar la mano frente a ella sin contacto directo.

En una **reacción exotérmica**, las nuevas sustancias generadas contienen **menos energía** que las materias reaccionantes y se **desprende energía** (a diferencia de una reacción endotérmica, que la absorbe).

**Datos clave:**

• Estado sólido: requiere más energía de activación que líquido o gaseoso.
• Conducción: transferencia de calor por contacto directo.
• Radiación: ejemplo de la llama de una vela.
• Reacción exotérmica: los productos tienen menos energía que los reactivos; se desprende energía.

El **monóxido de carbono (CO)** es un gas **incoloro e inodoro**, difícil de detectar, y el **principal causante de las víctimas** en los incendios. El **ácido cianhídrico (HCN)** se produce principalmente por la **combustión incompleta de lana, seda, nylon y poliuretano**.

Algunas sustancias, como ciertos alcoholes, producen una **llama de color azul** en lugar de amarillo porque el **rendimiento de su combustión es muy elevado**, próximo al 100%, generándose muy poco hollín.

Se denomina **agentes pasivos** a los elementos presentes en un incendio que **no participan químicamente** en la reacción pero **condicionan su desarrollo físico**. Se distinguen tres clases de **fuentes de ignición**: **abiertas, ocultas e intermitentes**.

**Datos clave:**

• CO: incoloro, inodoro, principal causa de víctimas en incendios.
• HCN: procede de la combustión incompleta de lana, seda, nylon y poliuretano.
• Llama azul de los alcoholes: combustión de rendimiento próximo al 100%, poco hollín.
• Agentes pasivos: no reaccionan químicamente pero condicionan el desarrollo físico.
• Fuentes de ignición: abiertas, ocultas e intermitentes.

Los fuegos de **Clase D** son los de **metales combustibles y compuestos químicos reactivos ligeros**; arden en ellos metales como el **aluminio, el magnesio, el titanio, el potasio y el circonio**.

Los fuegos de **Clase F** se refieren a los derivados de la **utilización de aceites y grasas vegetales o animales en aparatos de cocina**.

**Datos clave:**

• Clase D: metales combustibles (aluminio, magnesio, titanio, potasio, circonio) y compuestos reactivos ligeros.
• Clase F: aceites y grasas vegetales o animales en aparatos de cocina.

Una **explosión** se define como la **liberación súbita de gas a alta presión**, cuya energía se disipa como **onda de choque o de presión**. La **detonación** se propaga a una velocidad de reacción **superior a la del sonido**, mientras que la **deflagración** se propaga desde **1 m/s hasta la velocidad del sonido**.

El **BLEVE** (*Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion*) ocurre al **romperse un recipiente con líquido sobrecalentado a presión**. El **boilover** o rebosamiento por ebullición ocurre en el incendio de un **tanque con hidrocarburos**: el calor llega al **agua del fondo**, esta se evapora y **expulsa el contenido caliente**.

**Datos clave:**

• Explosión: liberación súbita de gas a alta presión, disipada como onda de choque o presión.
• Detonación: velocidad superior a la del sonido. Deflagración: 1 m/s hasta velocidad del sonido.
• BLEVE: rotura de recipiente con líquido sobrecalentado a presión.
• Boilover: el calor alcanza el agua del fondo de un tanque de hidrocarburos y expulsa el contenido caliente.

El **límite inferior de inflamabilidad (LII)** de un gas es la **mínima concentración** a la cual un gas inflamable mezclado con aire puede arder. El **límite superior de inflamabilidad (LSI)** es la **máxima concentración** de combustible en comburente para que se pueda iniciar la combustión.

La **densidad relativa** de una sustancia sólida o líquida se define como la **relación entre el peso de la sustancia y el peso de un volumen igual de agua**.

**Datos clave:**

• LII: mínima concentración de gas inflamable en aire que puede arder.
• LSI: máxima concentración de combustible en comburente que puede arder.
• Densidad relativa: peso de la sustancia / peso de igual volumen de agua.

Los cuatro mecanismos de extinción de incendios son: **enfriamiento**, **sofocación**, **eliminación del combustible** (retirada de aporte o dilución) e **inhibición química**. La **eliminación del combustible** consiste en cortar su flujo o diluirlo fuera del rango de inflamabilidad.

La **sofocación** se consigue mediante la **inertización de la atmósfera**, desplazando el oxígeno con un **gas inerte** hasta que la mezcla quede **por encima del LSI**. Se considera la **inhibición** el mecanismo más eficaz porque **actúa sobre la química de la reacción en cadena**, no como un procedimiento físico.

El **agua**, sobre todo aplicada **pulverizada**, es prácticamente el único agente capaz de producir un **enfriamiento considerable**. El **dióxido de carbono (CO2)** extingue **diluyendo el oxígeno** al desplazar el aire circundante; por ello debe tenerse **precaución al acceder a un recinto** donde se ha activado su sistema automático, pues la mayor parte del aire habrá sido desplazado. Los agentes extintores se clasifican, según su composición química, en cuatro categorías: **agua, espuma, polvo y dióxido de carbono**.

**Datos clave:**

• 4 mecanismos: enfriamiento, sofocación, eliminación del combustible, inhibición química.
• Inhibición: el más eficaz, actúa químicamente sobre la reacción en cadena.
• Sofocación: gas inerte hasta situar la mezcla por encima del LSI.
• CO2: desplaza el aire → precaución al entrar en el recinto tras su activación.
• 4 categorías de agentes extintores: agua, espuma, polvo, CO2.

La **Potencia de Fuego** es la **energía por segundo desprendida en un incendio**, medida en **megajulios por segundo (MJ/s)**. Como ejemplo, un charco de gasolina de **1 m²** tiene una tasa máxima de calor liberado de **2,5 MW**.

La **Potencia Extintora ideal del agua** para un caudal de un litro por segundo (**Q = 1 lps**) es aproximadamente de **3,4 megavatios (MW)**. Al transformarse en vapor a **100 ºC**, el agua se **expande aproximadamente 1:1.700 veces su volumen**.

**Datos clave:**

• Potencia de Fuego: energía/segundo desprendida en el incendio, en MJ/s.
• Charco de gasolina de 1 m²: ~2,5 MW.
• Potencia extintora ideal del agua a Q=1 lps: ~3,4 MW.
• Expansión del agua a vapor (100 ºC): aproximadamente 1:1.700 en volumen.