Manual de incendios — Incendios de interior y ventilación

Un incendio de interior es aquel fuego que se desarrolla fuera de control en un espacio físico limitado, de modo que no existe transferencia libre de calor ni intercambio libre de fluidos hacia el exterior. Dentro de esta categoría se distingue el incendio confinado, en el que puertas y ventanas permanecen cerradas y el intercambio gaseoso con el exterior es prácticamente nulo, del incendio ventilado, donde existen aperturas que permiten la entrada de aire fresco y la salida de gases.

El desarrollo clásico de un incendio de interior describe tres fases. Durante la fase de crecimiento, el incendio parte del foco de ignición y la potencia aumenta de forma exponencial: el calor se transmite por radiación y convección, los gases calientes ascienden y se acumulan en un estrato superior, mientras que el aire frío y denso ocupa la zona inferior. El límite entre ambas capas se denomina plano neutro. El estrato de gases puede alcanzar su punto de inflamabilidad y provocar un rollover (ignición localizada en el colchón) o un flashover (inflamación generalizada del recinto). Durante la fase de pleno desarrollo la temperatura se estabiliza y el factor limitante ya no es el combustible sino el oxígeno disponible. Por último, en la fase de decaimiento el incendio pierde temperatura bien por agotamiento del combustible, bien por déficit de ventilación.

Es clave distinguir el Incendio Limitado por el Combustible (ILC) del Incendio Limitado por la Ventilación (ILV). En el ILC la potencia depende de las características y cantidad del combustible, con suficiente oxígeno disponible, mientras que en el ILV el factor limitante es el aporte de oxígeno y la potencia viene determinada por el tamaño y geometría de la apertura de ventilación. La transición de ILC a ILV conlleva una caída brusca del oxígeno, aumento de productos incompletos de combustión (CO, carbonillas) y pérdida drástica de visibilidad. Un entorno de ILV es especialmente peligroso: visibilidad nula, alta concentración de gases tóxicos y colchón de gases inflamables.

Datos clave

• ILC: entorno relativamente seguro; buena visibilidad; colchón de aire fresco en zonas bajas.
• ILV: falta de visibilidad; concentraciones altas de CO y HCN; gases potencialmente inflamables; temperaturas altas generalizadas.
• Flashover: fase transitoria en que las superficies expuestas alcanzan su temperatura de inflamación casi simultáneamente (def. NFPA 921).
• Indicadores previos al flashover: colchón de gases denso y oscuro; rollover; plano neutro que desciende hasta casi el suelo a pesar de existir ventilación.
• Incendio infraventilado: alcanza ILV sin pasar por flashover; típico de recintos con alto aislamiento térmico y combustibles sintéticos; escenario más frecuente a la llegada al siniestro.
• Backdraft: deflagración por aporte repentino de aire a un ILV con alta fracción de combustible (def. NFPA 921); fracción de combustible >15% según autores.
• Explosión de humo: deflagración por presencia de una fuente de ignición en mezcla gases-aire dentro de su rango de inflamabilidad; no requiere apertura repentina.
• Flashover inducido por la ventilación: aprox. 2 minutos desde la apertura hasta el flashover (experimentos Underwriters Laboratories).
• Regla de Thornton: 13,1 kJ por gramo de oxígeno consumido en combustibles orgánicos (referencia para calcular potencia en ILV).
• Ecuación de Kawagoe para ILV: Q = k · Hc · A · √h (Q en MW; A = área apertura en m²; h = altura apertura en m; k ≈ 0,092).

El combustible determina en gran medida el desarrollo y comportamiento de los incendios. El poder calorífico (Hc) mide la energía química contenida en el combustible: madera 16 kJ/kg, poliuretano 23 kJ/kg, carbón 29 kJ/kg, neumáticos 32 kJ/kg, gasolina 45 kJ/kg. La potencia del incendio es directamente proporcional al poder calorífico tanto en ILC como en ILV. La carga de combustible (Cc, en kJ/m²) determina la duración y el desarrollo del incendio; cargas de 200 MJ/m² han demostrado ser suficientes para alcanzar estados de ILV.

En los últimos años la incorporación masiva de materiales sintéticos (plásticos, espumas de poliuretano) ha cambiado radicalmente la dinámica de los incendios. Los estudios de Underwriters Laboratories comparan incendios con mobiliario moderno frente al tradicional en viviendas construidas a escala real: los combustibles modernos pirolizan con mayor facilidad, alcanzan el ILV con mayor rapidez, generan temperaturas significativamente más altas, reaccionan de forma muy violenta ante la ventilación y producen mayor fracción de combustible en el colchón de gases. Las concentraciones de oxígeno son menores, lo que indica mayor consumo. El escenario más probable a la llegada es: incendio infraventilado, plano neutro casi a ras de suelo y evolución brusca frente a la apertura de huecos.

El recinto también influye decisivamente. Los incendios de contenido se limitan a los combustibles del interior (continente de obra de fábrica o forjados de hormigón), mientras que los incendios de estructura alcanzan la propia construcción (casas de madera). La superficie y altura del recinto condicionan la potencia: a menor altura el colchón de gases está más cerca del combustible, aumenta la radiación y el volumen de oxígeno disponible es menor, acelerando el desarrollo. El nivel de aislamiento térmico eleva las temperaturas, aumenta la velocidad de desarrollo y reduce las concentraciones de oxígeno. La compartimentación interior determina la propagación: el incendio se propaga a través de puertas abiertas o consumidas.

Datos clave

• Tasa de pirólisis (tp): masa de combustible que piroliza por unidad de tiempo y superficie; mide la volatilidad del sólido.
• Tasa de combustión (mc): velocidad a la que el combustible se consume [kg/s].
• Combustibles modernos vs. tradicionales: materiales sintéticos → potencia mayor, ILV más rápido, mayor reacción a ventilación.
• Potencia estimada para ILV en recintos domésticos según tamaño: 10 m² → 4,4 MW; 16 m² → 5,3 MW; 25 m² → 6,1 MW.
• Incendio de contenido: propagación entre estancias a través de aperturas.
• Incendio de estructura: la propia estructura es parte del combustible y puede propagar el incendio.
• Inertia térmica alta: prolonga la fase de crecimiento y mantiene calor durante el decaimiento.

Los riesgos intrínsecos de la intervención en incendios de interior se clasifican en cuatro grandes grupos: inflamabilidad y fenómenos de rápido desarrollo (flashover, backdraft, explosión de humo); calor; toxicidad; y visibilidad.

El calor constituye un peligro físico directo. La máxima temperatura del aire respirado que permite sobrevivir es 140 °C (National Research Council de Canadá, NRCC). El colchón de gases puede superar los 600 °C en las zonas superiores, mientras que el estrato inferior puede rondar los 100 °C. En cuanto a radiación, 10 kW/m² es el umbral de trabajo para bomberos completamente equipados; 20 kW/m² implica daños al EPI y al personal. Los EPI absorben parte del calor del entorno y con el tiempo se saturan, transmitiendo la sensación térmica al usuario. Identificar la ruta fría (flujo de aire fresco desde la entrada de ventilación hacia el foco) y la ruta caliente (gases de incendio en busca de la salida) es esencial para la seguridad.

La toxicidad de los gases de incendio es variable e impredecible. La combinación de agentes puede tener respuesta sinérgica: el efecto combinado es más tóxico que la suma de los individuales. Los factores que condicionan la cantidad y naturaleza de los gases tóxicos incluyen: naturaleza del combustible, desarrollo del incendio, temperatura y concentración de oxígeno. El rango de supervivencia de víctimas, según experimentos de Underwriters Laboratories, es de 6 a 12 minutos desde el inicio del incendio en estancia con puerta abierta; los parámetros respiratorios resultaron más críticos que los térmicos en casi todos los experimentos. Dado que el régimen de ILV se alcanza a los cinco minutos con mobiliario moderno, el margen de supervivencia en un incendio infraventilado es mínimo.

Datos clave

• Temperatura máxima de aire respirable: 140 °C (NRCC).
• Umbral de trabajo bombero equipado: 10 kW/m² (radiación).
• Daño a EPI y personal: 20 kW/m² (radiación puntual).
• Rango de supervivencia de víctimas: 6–12 minutos desde inicio del incendio (puerta abierta, Underwriters Laboratories).
• Efecto sinérgico: la combinación de gases tóxicos produce efectos superiores a la suma de cada uno individualmente.
• Ruta fría: flujo de aire fresco hacia el foco → buena visibilidad, baja temperatura, alta concentración de O₂.
• Ruta caliente: gases de incendio hacia la salida → baja visibilidad, alta temperatura, gases potencialmente inflamables.
• Plano neutro: límite horizontal donde la presión interior es igual a la exterior; su posición determina visibilidad y condiciones de supervivencia.

La aplicación de agua modifica la dinámica del incendio mediante dos efectos principales: enfriamiento (absorción de energía) y dilución (introducción de vapor de agua que desplaza combustible y comburente de su rango de inflamabilidad). El enfriamiento ocurre en tres fases consecutivas: calentamiento del agua (calor específico del agua a 18 °C ≈ 4,18 kJ/kg·°C); evaporación (calor latente de evaporación Cv = 2.257 kJ/kg); y calentamiento del vapor de agua. El agua que consigue evaporarse absorbe al menos 7,58 veces más energía que la que solo llega a su punto de ebullición. La expansión de 1 L de agua líquida a 100 °C genera aprox. 1.600 L de vapor; a 300 °C, aprox. 2.520 L. El tamaño de gota óptimo se sitúa entre 0,3 y 0,7 mm para el equilibrio entre alcance y capacidad de absorción de energía. La escorrentía es el principal factor de pérdida de efectividad.

El control de la ventilación resulta vital en las operaciones. El Principio de Conservación de la Masa establece que la masa de gases que sale del recinto es igual a la que entra más la masa de combustible que pasa a estado gaseoso (aprox. 10% del total). Los gases de incendio a alta temperatura tienen menor densidad y ocupan mayor volumen al salir que los gases frescos que entran. Las causas del movimiento de los fluidos en el recinto son el efecto de flotabilidad (los gases calientes son menos densos y ascienden) y las diferencias de presión entre interior y exterior. Los patrones de ventilación son: antiventilación (incendio confinado, sin flujo), ventilación natural (flujo unidireccional vertical o bidireccional horizontal), incendios dominados por el viento (el viento en fachada a barlovento genera sobrealimentación y flujo violento) y ventilación por presión positiva (VPP).

Datos clave

• Calor latente de evaporación del agua: Cv H₂O = 2.257 kJ/kg.
• Calor específico del agua a 18 °C: Ce H₂O ≈ 4,18 kJ/kg·°C.
• Expansión de 1 L de agua: 1.600 L de vapor a 100 °C; 2.520 L a 300 °C.
• Tamaño de gota óptimo: 0,3–0,7 mm.
• Efectividad enfriamiento colchón de gases con lanzas combinadas: 50–70% (distintos autores).
• Presiones típicas en incendio ventilado de vivienda (fase pleno desarrollo): −15 Pa (zona inferior) a +30 Pa (zona superior).
• Viento de 6 m/s (21 km/h) genera presión 25–30 Pa entre fachadas opuestas, superior a la de muchos incendios en desarrollo.
• Presurizacion de recintos adyacentes: diferenciales de tan solo 5 Pa evitan la propagación por convección.
• Principio de Pascal: la presión ejercida en un punto sobre un fluido se transmite con igual magnitud en todo su volumen (base de la VPP).
• Incendio dominado por el viento: acceso interior a lo largo del flujo de gases calientes absolutamente desaconsejado.

Las técnicas de intervención en incendios de interior persiguen reducir la inflamabilidad de los gases, reducir la tasa de pirólisis, aumentar la visibilidad, mejorar la respirabilidad y localizar víctimas. La aplicación de agua se organiza en cinco técnicas principales: ataque indirecto, ataque directo, enfriamiento de gases, ataque defensivo contra la propagación y ataque exterior ofensivo («ablandado»).

El ataque indirecto persigue inundar el recinto con vapor de agua desde el exterior sin que el chorro alcance directamente el foco. Se emplea caudal medio-alto (100–500 lpm), cono de 15°–30°, pulsaciones de media a larga duración (3–20 s) con movimiento en T (incendio con fuerte gradiente térmico o primera pulsación) o en O (grandes volúmenes o aplicaciones sucesivas), y pausas de 15–45 s para redistribución del vapor. El ataque directo aplica agua directamente sobre las superficies incendiadas para interrumpir la pirólisis: caudal medio (100–250 lpm), cono de 0°–15°, aplicaciones de larga duración con movimiento constante de la lanza. El enfriamiento de gases no produce extinción; su objetivo es reducir la inflamabilidad del colchón para permitir una progresión segura: caudal bajo-medio (50–250 lpm), cono de 30°, pulsaciones cortas (1–5 s) dirigidas a las esquinas superiores del fondo del recinto. El ataque defensivo contra la propagación aplica una película de agua sobre combustibles no incendiados para interrumpir la pirólisis: caudal bajo (50–100 lpm), cono de 0°–15°, aplicaciones continuas o de larga duración. El ataque exterior ofensivo («ablandado») reduce la potencia del incendio desde el exterior con chorro sólido contra el techo sin obstruir la salida de gases: caudal medio (100–250 lpm), pulsaciones de 5–30 s con lanza fija; estudios de Underwriters Laboratories con NIST y FDNY confirman reducción de temperatura en el recinto de incendio y en las estancias conectadas.

En cuanto a caudal, Francia exige por ley un mínimo de 500 lpm para progresión interior; la normativa NFPA 1410 exige 378 lpm. El caudal crítico es el mínimo con el que se puede conseguir la extinción; el caudal óptimo es aquel con el que se logra con el menor gasto de agua. Los estudios de Grimwood (2014) y Barnett (2004) indican 24 lpm/MW para incendios en vivienda residencial y 5 lpm/m² para incendios en superficies amplias (>100 m²).

El control de ventilación comprende técnicas que van desde el confinamiento total (antiventilación) a la ventilación mecánica forzada. La ventilación en presión positiva defensiva (VPP defensiva) no atraviesa el foco del incendio: confina el incendio, abre una salida de gases, abre la entrada y presuriza; limpia zonas no afectadas e introduce atmósfera respirable sin aumentar la potencia del incendio. La VPP ofensiva atraviesa el foco generando un barrido rápido: abre primero la salida, luego la entrada y arranca el ventilador; crea una ventana temporal de mejores condiciones que el equipo interior debe aprovechar para aplicar agua. Debe coordinarse obligatoriamente con la aplicación de agua para evitar el crecimiento del incendio (algunos autores cifran el aumento de potencia hasta en un 60%). La presurizacion de recintos emplea la VPP para crear diferencial en zonas anexas y evitar la propagación; diferenciales de 5 Pa son suficientes.

Datos clave

• Caudal mínimo para progresión interior: 500 lpm (Francia, por ley); 378 lpm (NFPA 1410).
• Referencia de caudal: 24 lpm/MW en vivienda residencial (Grimwood, 2014).
• VPP ofensiva: aumento de potencia del incendio hasta 60% (autores); ventilación rápida imprescindible para evitar mezcla de gases y aire.
• Ventiladores de 18–21 pulgadas (tamaño más común): QAMCA240 entre 25.000–30.000 m³/h; en uso real (método ULH): 14.400–18.000 m³/h.
• Relación entrada/salida óptima: entrada al menos el doble de la salida (r = 0,5 → 90% del rendimiento teórico máximo a 500 °C).
• Ventilación secuencial: limpiar estancias de forma progresiva desde la más cercana a la entrada a la más lejana; nunca abrir todas las salidas simultáneamente.
• Distancia óptima de colocación del ventilador VPP (modelos 18–20 pulgadas, puerta estándar 2 × 0,9 m): entre 1,8 y 5 m; en caso de duda, mejor más alejado.
• Barómetro de entrada: técnica para validar el funcionamiento de la VPP ofensiva cuando el recinto inmediato ya está inundado de humo.