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República Bolivariana de Venezuela Universidad José Antonio Páez
Extensión MaracayDiplomado Higiene y Seguridad Industrial
Cohorte XXXIX
GLOSARIO DE TERMINOLOGÍA BOMBERIL
MÓDULO II.- PREVENCIÓN, CONTROL Y EXTINCIÓN DE INCENDIOS
FACILITADOR: TCNEL. (B) JOSÉ RAFAEL APONTE
Elaborado Por: Carlos Eduardo Angulo Rodríguez, C.I.: 12.057.652
FEBRERO DE 2013
2
CONTENIDO
1. Inflamación........................................................................................4
2. Combustión..........................................................................4
3. Deflagración.........................................................................5
4. Explosión..............................................................................6
5. Pirólisis.................................................................................6
6. Fuego....................................................................................7
7. Combustión súbita generalizada (Flashover)........................8
1.1. Condiciones necesarias.....................................................8
1.2. Indicios del fenómeno.......................................................9
8. Backdraft..............................................................................9
1.3. Características..................................................................9
1.4. Modos de combatirlo.......................................................11
9. Rollover..............................................................................11
1.5. Condiciones necesarias...................................................11
10. Punto de Ignición................................................................12
11. Rebosamiento por ebullición (Boil-over).............................12
1.6. Comportamiento.............................................................12
1.7. Características................................................................13
1.8. Rebosamiento superficial................................................13
12. Punto de inflamabilidad......................................................14
3
1.9. Temperatura de inflamación...........................................15
1.10. Punto de inflamación.....................................................15
13. Flash Point..........................................................................16
1.11. Punto de shock térmico.................................................16
14. Hidrante de incendio..........................................................17
15. Caudal (fluido)....................................................................18
1.12. Cálculo de caudal de agua en tubería...........................18
16. BLEVE.................................................................................21
1.13. Desarrollo......................................................................21
1.14. Consecuencias físicas....................................................22
17. Agente extintor de incendios..............................................23
1.15. Modo de actuación........................................................23
1.16. Agentes.........................................................................23
18. Extintor...............................................................................24
19. Conexión siamesa...............................................................26
20. Bifurcaciones o difurcaciones.............................................27
21. Paño de manguera.............................................................27
4
1. INFLAMACIÓN
Consiste en la mezcla de una sustancia combustible con el aire al
cambiar su estado físico por efectos de temperatura u otra reacción
química. Inflamable es la sustancia no metálica que sufre cambios al
estar en contacto con el fuego, o al ponerse en combustión.
En tal sentido, El punto de inflamabilidad de una sustancia
generalmente de un combustible es la temperatura más baja en la que
desprenda vapores que, al mezclarse con el oxígeno del aire u otro
oxidante capaz de arder, originan una inflamación violenta de la mezcla.
Esta inflamación no suele mantenerse, por lo que se origina una llama
instantánea produciéndose el fenómeno que se conoce como centelleo.
Para medir el punto de inflamabilidad se usa el aparato de Pensky-
Martens.
2. COMBUSTIÓN
La combustión es una reacción química de oxidación, en la cual
generalmente se desprende una gran cantidad de energía, en forma de
calor y luz, manifestándose visualmente como fuego.
En toda combustión existe un elemento que arde (combustible) y
otro que produce la combustión (comburente), generalmente oxígeno en
forma de O2 gaseoso. Los explosivos tienen oxígeno ligado
químicamente, por lo que no necesitan el oxígeno del aire para realizar
la combustión.
5
Los tipos más frecuentes de combustible son los materiales
orgánicos que contienen carbono e hidrógeno (ver hidrocarburos). En
una reacción completa todos los elementos tienen el mayor estado de
oxidación. Los productos que se forman son el dióxido de carbono (CO2)
y el agua, el dióxido de azufre(SO2) (si el combustible contiene azufre) y
pueden aparecer óxidos de nitrógeno (NOx), dependiendo de la
temperatura y la cantidad de oxígeno en la reacción.
En la combustión incompleta los productos que se queman pueden
no reaccionar con el mayor estado de oxidación, debido a que el
comburente y el combustible no están en la proporción adecuada, dando
como resultado compuestos como el monóxido de carbono (CO).
Además, pueden generarse carbón.
3. DEFLAGRACIÓN
Una deflagración es una combustión súbita con llama a baja
velocidad de propagación, sin explosión. Se suele asociar,
erróneamente, con las explosiones, usándose a menudo como sinónimo.
Las reacciones que provoca una deflagración son idénticas a las de
una combustión, pero se desarrollan a una velocidad comprendida entre
1m/s y la velocidad del sonido.
En una deflagración, el frente de llama avanza por fenómenos de
difusión térmica. Por el contrario, en una detonación la combustión está
asociada a una onda de choque que avanza a velocidad superior a la del
sonido.
Para que se produzca una deflagración se necesita:
1º.- Una mezcla de producto inflamable con el aire, en su punto de
inflamación.
2º.- Una aportación de energía de un foco de ignición.
6
3°.- Una reacción espontánea de sus partículas volátiles al
estímulo calórico que actúa como catalizador o iniciador primario de
reacción.
Típicos ejemplos de deflagración son:
encender una cerilla.
la combustión de mezclas de gas y aire en una estufa u
horno de gas.
la mezcla de combustible-aire en un motor de combustión
interna.
la rápida combustión de una carga de pólvora en un arma de
fuego.
las mezclas pirotécnicas en los fuegos artificiales o en los
dispositivos o cartuchos de fragmentación de roca segura.
4. EXPLOSIÓN
Una explosión es la liberación simultánea de energía calórica,
luminosa y sonora (y posiblemente de otros tipos) en un intervalo
temporal ínfimo. De esta forma, la potencia de la explosión es
proporcional al tiempo requerido y su orden de magnitud ronda los
gigavatios. Los orígenes de las explosiones se suelen dividir en dos
clases:
Físicos: mecánicos (choques de móviles), electromagnéticos
(relámpagos) o neumáticos (presiones y gases).
Químicos: de reacciones de cinética rápida.
Una explosión causa ondas de presión en los alrededores donde se
produce. Las explosiones se pueden categorizar como deflagración
según si las ondas son subsónicas y detonaciones si son supersónicas
(ondas de choque). Estas velocidades deben considerarse respecto del
medio de propagación (el explosivo).
7
El efecto destructivo de una explosión es precisamente por la
potencia de la detonación que produce ondas de choque o diferencias de
presión subyacentes de duración muy corta, extremadamente bruscas.
5. PIRÓLISIS
La pirólisis (del griego piro, ‘fuego’ y lisis, ‘rotura’) es la
descomposición química de materia orgánica y todo tipo de materiales,
excepto metales y vidrios, causada por el calentamiento en ausencia de
oxígeno. En este caso, no produce ni dioxinas ni furanos. En la
actualidad hay una tecnología muy eficiente en Inglaterra que puede
tratar todo tipo de residuos. La pirólisis extrema, que sólo deja carbono
como residuo, se llama carbonización. La pirólisis es un caso especial de
termólisis.
Un ejemplo de pirólisis es la destrucción de neumáticos usados. En
este contexto, la pirólisis es la degradación del caucho de la rueda
mediante el calor en ausencia de oxígeno. La pirólisis es normalmente
anhidra (sin agua). Este fenómeno ocurre normalmente cuando un
compuesto orgánico sólido se calienta fuerte en la ausencia de oxígeno,
como por ejemplo, al freír o asar. Aunque estos procesos se llevan a
cabo en una atmósfera normal, las capas externas del material
conservan el interior sin oxígeno.
El proceso también ocurre cuando se quema un combustible sólido
compacto, como la madera. De hecho, las llamas de un fuego de madera
se deben a la combustión de gases expulsados por la pirólisis, no por la
combustión de la madera en sí misma.
Un antiguo uso industrial de la pirólisis anhidra es la producción de
carbón vegetal mediante la pirólisis de la madera. Más recientemente la
pirólisis se ha usado a gran escala para convertir el carbón en carbón de
coque para la metalurgia, especialmente en la fabricación de acero.
6. FUEGO
8
Se llama fuego a la reacción química de oxidación violenta de una
materia combustible, con desprendimiento de llamas, calor y gases (o
humos). Es un proceso exotérmico. Desde este punto de vista, el fuego
es la manifestación visual de la combustión.
Se señala también como una reacción química de oxidación rápida
que es producida por la evolución de la energía en forma de luz y calor.
7. COMBUSTIÓN SÚBITA GENERALIZADA (FLASHOVER)
Flashover o combustión súbita generalizada es un fenómeno que
se observa en incendios confinados en los cuales de forma repentina
todas las superficies combustibles, que hasta ese momento no estaban
implicadas en el incendio, comienzan a arder a consecuencia de la
radiación proveniente de las llamas que recorren el techo (rollover)
provocando que todo el volumen del recinto sea ocupado por las llamas.
Este fenómeno marca el máximo desarrollo del incendio, generándose
radiaciones de hasta 170 Kw/m² que no pueden ser soportadas por un
ser humano ni equipado con un traje de intervención de bombero.
1.1. CONDICIONES NECESARIAS
Para que se produzca este fenómeno es necesario que el incendio
se encuentre adecuadamente ventilado, siendo otros factores que
influyen el combustible implicado en el incendio, la altura del techo y la
capacidad del recinto para contener una bolsa de gases. En habitaciones
normales, los gases y otros productos de la combustión se acumularan
bajo el techo al menos hasta la altura del dintel de una puerta o de la
abertura situada a mayor altura. Serán estos gases los que al arder
generen la radiación suficiente para provocar la ignición de los
combustibles de los planos inferiores.
9
Se han realizado múltiples experimentos, coincidiendo la mayoría
de la bibliografía en marcar la radiación necesaria para que se produzca
el fenómeno en 20 Kw/m² a la altura de la superficie de los
combustibles1 , o bien una temperatura de 600 ºC de la capa de gases.2
Este fenómenos se encuadra dentro de los Rapid Fire Progress, o
Desarrollo Rápido del Incendio, que son aquellos que provocan un
desarrollo anormalmente rápido del incendio, como son el backdraft, la
explosión de humo, la autoignición de los gases del incendio y otros que
suponen un importante riesgo.
1.2. INDICIOS DEL FENÓMENO
En la escena del incendio es posible observar indicios que
advierten del desarrollo de las condiciones necesarias para que se
produzca este fenómeno. Por orden de inminencia se pueden citar:
Llamas que corren por el techo (se dan las condiciones).
Emisión de vapor de agua de las superficies combustibles
como paso previo a la pirólisis de las mismas ( se puede producir en
pocos minutos o segundos )
Súbito aumento del calor radiante, descenso del plano
neutro, comienzan a arder objetos próximos al origen del fuego
(inminente o ha comenzado).
8. BACKDRAFT
Backdraft, llamado también explosión de gases de humo con
efecto reverso, es una situación que puede ocurrir cuando un fuego
necesita oxígeno; por lo cual la combustión cesa pero sigue habiendo
gases y humo combustible con temperatura alta.
10
Si el oxígeno se reintroduce, por ejemplo abriendo una puerta en
un cuarto cerrado, la combustión puede recomenzar dando por
resultado un efecto explosivo, dado que los gases se calientan y
aumentan su volumen súbitamente. Este efecto es la base para la
explosión del humo.
1.3. CARACTERÍSTICAS
Las señales características que lo preceden incluyen el humo
amarillo o marrón, el humo que emana de los agujeros pequeños de las
salidas en los soplos - una clase de efecto de respiración - y que se
encuentran a menudo alrededor de los bordes de puertas y ventanas
que aparecen marrones o negras cuando se ven desde el exterior.
Estos colores más oscuros son causados por la combustión
incompleta. Si el cuarto contiene muchos rastros de hollín, indica que
carece de bastante oxígeno para permitir la combustión. Los bomberos
miran a menudo si hay hollín en el interior de ventanas y en grietas
alrededor del cuarto. Las ventanas pueden agrietarse debido al calor.
Las ventanas de la estructura pueden también tener una vibración leve
debido a los diferenciales de presión. El ambiente circundante estará
extremadamente caliente.
Si los bomberos descubren un cuarto que "respira", es decir,
exhala humo para volver a inhalarlo por la misma vía, por ejemplo a
través de una grieta o debajo de una puerta, deben evacuar
inmediatamente, porque esto es una indicación de que el backdraft es
inminente. Debido a los diferenciales de presión, estos soplos de humo
"se aspiran a veces" nuevamente dentro del espacio incluido del cual
emanan, que es donde el término “backdraft” se origina.
Esto es una situación muy peligrosa, sorprendiendo a menudo
incluso a bomberos profesionales.
11
También una explosión por humo o backdraft se caracteriza por
que en el interior del cuarto se escuchan sonidos sordos (sin eco) esto es
porque el cuarto está lleno de humo y este ocupa el espacio haciendo
que no exista el mínimo eco y porque al tocar una puerta está caliente
en su totalidad como antes se menciono la salida y entrada de humo es
uno de los que más indican que habrá un backdraft.
Esto se da por que el fuego tiene elementos que necesita para
poder vivir los cuales son el oxígeno, la materia (lo que se quema) y la
temperatura, al juntarse estos se hace una reacción química en cadena
(el tetraedro de fuego) en el backdraft solo se omite el oxígeno y al
tener el suministro de oxígeno vuelve a hacerse la reacción química en
cadena de forma violenta (explosión).
1.4. MODOS DE COMBATIRLO
La táctica más común usada en la desactivación de un backdraft
potencial es ventilar desde el punto más alto, permitiendo que el calor y
el humo se escapen sin encenderse de manera explosiva.
También se puede ventilar por lapsos cortos de tiempo, es decir,
que el oxígeno entre de manera "leve" hasta que pueda volver a
incendiarse sin un efecto de explosión dentro del área confinada. Es
poco utilizado este método ya que necesita mucha precisión y es muy
arriesgado, pero efectivo.
Se combate de manera efectiva, no iniciando fuego.
9. ROLLOVER
12
Rollover o Flameover es el término con el que se denomina un
fenómeno que se observa en incendios en los que la capa de gases
producto de la combustión, acumulados bajo el techo se inflaman de
forma que las llamas corren por el techo. Este fenómeno se considera el
paso previo para alcanzar las condiciones necesarias para que se
produzca un flashover o combustión súbita generalizada ya que supone
un aumento significativo de la radiación.
1.5. CONDICIONES NECESARIAS
La ignición de los gases combustibles acumulados bajo el techo, es
necesario que alcancen la temperatura de ignición espontánea,
alrededor de los 605 °C para el CO,1 o bien al alcanzar las llamas la capa
de gases sirviendo esta de fuente de ignición. También es posible
observar este fenómeno, aunque no está reflejada en las definiciones,
cuando el techo está constituido por materiales combustibles (como en
casas de madera), de forma que no es necesario que exista acumulación
de gases ya que las llamas son producidas por el combustible sólido del
techo.
10. PUNTO DE IGNICIÓN
Se denomina Temperatura o Punto de Ignición a la temperatura
mínima necesaria para que los vapores generados por un combustible
comiencen a arder o hervir depende de su temperatura y se parece a
una sustancia pura, o combinada y eso lo convierte en un cambio
químico - físico.
Para que esto suceda es necesario alcanzar primero la
Temperatura de vaporización.
11. REBOSAMIENTO POR EBULLICIÓN (BOIL-OVER)
13
El rebosamiento por ebullición (boiling over en inglés) es el
rebosamiento de un líquido combustible incendiado, generalmente
petróleo crudo, cuya densidad y punto de ebullición es menor y superior
a las el agua respectivamente, lo cual produce la ebullición brusca del
agua situada bajo el líquido combustible.
1.6. COMPORTAMIENTO
Por el calor producido en la inflamación del liquido combustible,
generalmente petróleo, se generan residuos viscosos, cuya densidad es
mayor a la del líquido que está ardiendo, y cuyo punto de ebullición es
mayor al del agua, estos residuos al llegar a una capa de agua provocan
la ebullición brusca de esta, generando vapor que expulsa
violentamente el líquido incendiado.
Para una mejor compresión de este fenómeno podemos
ejemplificar un frente calórico (onda caliente) que desciende cuando un
tanque de petróleo crudo está incendiado, y hace contacto con el agua
contenido en el fondo de este (normalmente el petróleo tiene cierta
cantidad de agua, que se deposita hacia el fondo del tanque que lo
contiene), evaporándola muy rápidamente (cada partícula de agua al
evaporarse se expande 1600 veces su volumen), lo que ocasiona gran
presión la cual empuja violentamente el crudo hacia arriba, ya que ésta
es la salida más frágil, expulsando el crudo ardiendo, a una distancia
que puede alcanzar 100 metros o más.
1.7. CARACTERÍSTICAS
Las características primordiales para que se produzca el fenómeno
de rebosamiento por ebullición (boiling over) son:
1. Que el tanque no tenga techo, o el mismo haya sido
desprendido luego de una explosión de los gases del crudo
contenido.
2. Que el crudo contenido sea de un API adecuado.
14
3. Presencia de agua en el fondo del tanque.
Como medida preventiva para evitar el peligro de rebosamiento
por ebullición (boiling over), debe de existir un programa de drenaje
continuo del agua contenida en los tanques y obviamente mantener el
tanque bajo el cumplimiento estricto de las normas, para evitar una
mezcla rica de oxígeno, calor y vapor y evitar toda posibilidad de
explosión, principalmente por efecto de descargas eléctricas.
1.8. REBOSAMIENTO SUPERFICIAL
El rebosamiento superficial (slop over) es un fenómeno que puede
producirse en el transcurso de la lucha contra incendios en un líquido
viscoso, al introducir agua o espuma bajo la superficie caliente de un
líquido incendiado. En este caso, la evaporación súbita del agua aplicada
origina el rebosamiento del líquido incendiado como en el boil over,
aunque con menor violencia.
12. PUNTO DE INFLAMABILIDAD
El punto de inflamabilidad de una sustancia generalmente de un
combustible es la temperatura más baja en la que puede formarse una
mezcla inflamable en contacto con el aire. Para medir el punto de
inflamabilidad se usa el aparato de Pensky-Martens. Inflamable es la
sustancia no metálica que sufre cambios al estar en contacto con el
fuego, o al ponerse en combustión.
Es la temperatura mínima necesaria para que un combustible
desprenda vapores que, al mezclarse con el oxígeno del aire u otro
oxidante capaz de arder, originan una inflamación violenta de la mezcla.
Esta inflamación no suele mantenerse, por lo que se origina una llama
instantánea produciéndose el fenómeno que se conoce como centelleo.
Los puntos de inflamabilidad de algunos productos son:
Gasolina: -43 °C
15
Alcohol butílico: -38 °C
Alcohol etílico: 12 °C
Alcohol metílico: 11 °C
Benceno: 20 °C
Hexano: -28 °C
Nafta de petróleo: -2 °C
Queroseno: 38 °C a 72 °C
Diesel: 52 °C a 96 °C
Tolueno: 9 °C
Furfural: 62 °C
1.9. TEMPERATURA DE INFLAMACIÓN
Por temperatura de inflamación nos referimos a aquella
temperatura a la que un combustible emite gases inflamables
suficientes para alcanzar en su atmósfera el límite inferior de
inflamabilidad, a partir del cual, con una fuente de calor externa puede
producirse una combustión no automantenida.
Es decir, que si se retirara la fuente de ignición dicha combustión
se detendría.
Esta temperatura está sensiblemente por debajo de la
temperatura de incendio, teniendo esta las mismas características con la
excepción de que aunque se retirara el aporte calorífico externo, en la
combustión se produciría una reacción en cadena, y por tanto sería
automantenida.
Tanto una como otra, variarán según factores como el tipo y
concentración de comburente o la presión a la que esté sometida la
mezcla combustible-comburente, entre otras.
16
También podemos decir que la temperatura de inflamación es la
temperatura hasta la cual se ha de calentar un material para dar inicio a
la combustión. Una vez iniciado el proceso, el calor que se genera es
suficiente para mantener la reacción. En algunos casos, esa energía
inicial la proporciona la llama; en un automóvil la da la chispa de ignición
de las bujías. Así, las rápidas explosiones de gasolina mezclada con el
oxígeno del aire, convierten paulatinamente la energía química de cada
explosión en energía cinética.
1.10. PUNTO DE INFLAMACIÓN
El punto de inflamación es la temperatura mínima necesaria para
que un material inflamable desprenda vapores que, mezclados con el
aire, se inflamen en presencia de una fuente ígnea, y continúe ardiendo
una vez retirada la fuente de activación.
13. FLASH POINT
Según NFPA, el punto de inflamación corresponde con el Flash
Point, que es la temperatura mínima necesaria para que un material
inflamable desprenda vapores que, mezclados con el aire, se inflamen
en presencia de una fuente ígnea, para volverse a extinguir rápidamente
por sí sola una vez retirada la fuente de activación.
En teoría, todos los materiales presentan una cierta cantidad de
energía que permanece en estado inercial, es decir, no cambian su
estado a menos que se produzca un cambio que permita producir la
reacción. Esto también puede explicarse de otro modo: todos los
materiales presentan cierta resistencia gradual a los cambios, de tal
forma que sólo es posible alterarlos si dicho cambio puede modificar
drásticamente la resistencia del material. Por ejemplo, golpear un metal
repetidamente para modificar su forma, desprendiendo energía en
forma de calor que hace que la resistencia del material baje levemente.
1.11. PUNTO DE SHOCK TÉRMICO
17
Se da por hecho que un material puede poseer, en una cierta
escala, un grado de ignición térmica, por lo que añadido a esta idea
cabe tener en cuenta la relación entre la resistencia del material y el
tipo de reacción al que se somete el material. La presión es uno de los
elementos que hacen que un material pueda comenzar a calentarse en
un determinado cierto punto, que puede ser considerado en una escala
de 0 a 9. Cuando un material, por algún tipo de inducción externa,
cambia su resistencia, modifica este punto y puede comenzar a
calentarse.
El punto de inflamación es, por tanto, un estado crítico que puede
alcanzar un material ante el intento pasivo de absorber una energía
externa que no puede liberar de ningún modo posible, de tal modo que
entra en reacción con el nivel de energía recibido. El material recibe
energía y no la puede disipar, por lo que sigue acumulando más y más
energía, hasta que su estructura ya no puede más y se transforma en
una reacción total de energía.
14. HIDRANTE DE INCENDIO
Una boca de incendio es una toma de agua diseñada para
proporcionar un caudal considerable en caso de incendio. El agua puede
obtenerla de la red urbana de abastecimiento o de un depósito,
mediante una bomba.
Hay dos tipos principales:
18
Boca de incendio exterior, situados en las
inmediaciones de los edificios y en la que los
bomberos pueden acoplar sus mangueras. Pueden
ser aéreas o enterradas; en el primer caso se trata
de un poste con sus tomas (normalmente más de
una) y en el segundo, se sitúan en una arqueta,
con tapa de fundición, bajo el nivel del pavimento
de la acera.
Boca de incendio interior, situados en lugares de los edificios
que tienen además el equipamiento necesario
para hacerla funcionar, o Boca de Incendio
Equipada, abreviadamente BIE. Una BIE suele
estar en un armario, en el que hay una
entrada de agua con una válvula de corte y
un manómetro para comprobar en cualquier
momento el estado de la alimentación.
19
Tiene una manguera plegada (en plegadera) o enrollada (en
devanadera), con su boca de salida (lanza y boquilla). Las mangueras
pueden ser 25 y 45 mm de diámetro, que permiten caudales elevados
de agua: 1,6 y 3,3 litros por segundo, respectivamente. La de 25 mm
puede utilizarse de forma individual pero la de 45 mm debe usarse con
ayuda de otra persona. Cuando se acciona la válvula y se abre la válvula
es aconsejable sujetar la lanza o boquilla de las mangueras para evitar
que, a causa de la presión, empiece a dar bandazos, pudiendo herir a
alguien. El armario donde se encuentran suele estar cerrado con un
vidrio, con la inscripción: "Rómpase en caso de Incendio", porque
cualquiera debe romperlo en caso de incendio, para utilizarla. También
hay otro tipo. Se denomina columna seca y es de uso exclusivo para los
bomberos. El sistema consiste en una tubería vacía que tiene
ramificaciones hacia armarios con bocas de incendio, a las cuales los
bomberos conectan sus mangueras. A diferencia de los otros dos
sistemas anteriores, la tubería no lleva agua; ésta se introduce en el
circuito a partir de una boca especial que hay a la entrada del edificio,
donde los bomberos pueden conectar la manguera desde el camión de
bomberos o camión cisterna a la boca o desde un hidrante. Este sistema
sirve para evitar desplegar muchos metros de manguera de forma
innecesaria.
15. CAUDAL (FLUIDO)
En dinámica de fluidos, caudal es la cantidad de fluido que pasa en
una unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo
volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de
tiempo. Menos frecuentemente, se identifica con el flujo másico o masa
que pasa por un área dada en la unidad de tiempo.
1.12. CÁLCULO DE CAUDAL DE AGUA EN TUBERÍA
20
El cálculo del caudal de agua viene expresado por la ecuación de
continuidad:
Donde:
es el caudal (m³/s)
es la velocidad (m/s)
es el área de la sección transversal de la tubería
(m²)
Para que el agua fluya entre dos puntos, desde un punto inicial
a un punto final, debe existir entre estos dos puntos una diferencia
de energía. Esta diferencia de energía debe igualarse a la energía
necesaria para:
Vencer la rugosidad de la tubería
Mantener o no los efectos de la viscosidad del líquido,
sin importar el régimen (laminar, transicional ó turbulento)
Cuando la diferencia de energía es capaz de mover cierto
volumen de líquido desde un punto inicial hasta otro punto final, se
tiene un fluido. El cual posee propiedades físicas intrínsecas medibles
tales como:
Régimen de funcionamiento (régimen laminar, régimen
transicional o régimen turbulento)
Caudal circulante, volumen de agua sobre unidad de
tiempo (energía por velocidad dinámica)
Presión interna (energía cinética)
Energía por posición (energía potencial)
El cálculo de caudales se basa en el Principio de Bernoulli que,
para un líquido que fluye en un conducto sin rozamiento, se expresa
como:
21
Donde:
es el valor de posición del líquido (de su centroide),
respecto a un sistema de coordenadas. Se le conoce también
como altura de posición.
es el valor de la aceleración de la gravedad.
es el valor de la densidad del líquido.
es el valor de la presión del líquido confinado dentro
de la tubería.
Se aprecia que los tres sumandos son, dimensionalmente,
una longitud, por lo que el principio normalmente se expresa
enunciando que, a lo largo de una línea de corriente, la suma de
la altura geométrica ( ) la altura de velocidad ( ) y la altura de
presión ( ), se mantiene constante.
Considerando el rozamiento presente en las paredes de la
tubería al desplazarse el líquido, la ecuación entre dos puntos 1 y
2 se puede expresar como:
O lo que es igual
,
Donde pérdidas (1,2) es la pérdida de energía (o de altura)
que sufre el fluido por rozamiento al circular entre el punto 1 y el
punto 2. Esta ecuación es aplicable por igual al flujo por tuberías
como por canales y ríos.
22
Si L es la distancia entre los puntos 1 y 2 (medidos a lo largo
de la conducción), entonces el cociente (pérdidas (1,2)) / L
representa la pérdida de altura por unidad de longitud de la
conducción. A este valor se le llama pendiente de la línea de
energía y se lo denomina J.
16. BLEVE
BLEVE es el acrónimo inglés de "boiling liquid expanding vapour
explosion" (explosión de vapores que se expanden al hervir el líquido).
Este tipo de explosión ocurre en tanques que almacenan gases licuados
a presión y sobrecalentados, en los que por ruptura o fuga del tanque, el
líquido del interior entra en ebullición y se incorpora masivamente al
vapor en expansión.
1.13. DESARROLLO
La causa más frecuente de este tipo de explosiones es debida a un
incendio externo que envuelve al tanque presurizado, lo debilita
mecánicamente, eleva la temperatura del líquido contenido y aumenta
la presión dentro del tanque. Llega un punto en que la presión alcanza
valores que el recipiente no puede soportar, produciendo una fisura o
ruptura del mismo. Esto ocasiona un súbito descenso de la presión,
comienza el proceso de nucleación espontánea y todo el líquido
contenido cambia su estado a gaseoso en forma virtualmente
instantánea, aumentando su volumen cientos o miles de veces.
23
Si el vapor liberado corresponde a un producto inflamable, se
genera una bola de fuego también en expansión. Si el producto no es
inflamable igual ocurre la explosión tipo BLEVE; la onda expansiva de
sobrepresión ocurre cuando el líquido se convierte en gas, su volumen
cambia dramáticamente (leyes de Gay-Lussac y de Boyle) lo que causa
esta onda de sobrepresión. La combustión del contenido ocurrirá
siempre que el producto contenido sea combustible e inflamable, pero
esta es una segunda explosión que es otro fenómeno conocido como
"Explosión de Vapores No Confinados" o en inglés "Unconfined Vapour
Cloud Explosion" (UVCE) y es consecuencia del BLEVE y no parte de él.
1.14. CONSECUENCIAS FÍSICAS
En una BLEVE se manifiestan las siguientes consecuencias físicas:
Sobrepresión por la onda expansiva: la magnitud de la onda
de sobrepresión depende de la presión de almacenamiento, del calor
específico del producto implicado y de la resistencia mecánica del
depósito.
Proyección de fragmentos: la formación de proyectiles suele
limitarse a fragmentos metálicos del tanque y a piezas cercanas a
éste. Se trata de una consecuencia difícilmente predecible, y los
fragmentos pueden proyectarse a varios cientos de metros, e incluso
a miles de metros.
Radiación térmica de la bola de fuego: la radiación infrarroja
de la bola de fuego suele tener un alcance mayor que el resto de
efectos, y es la que causa más daños. El alcance de la radiación
depende del tipo y cantidad de producto almacenado, y de la
temperatura y humedad relativa ambiental.
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También puede producirse el denominado efecto dominó cuando
los efectos alcanzan otras instalaciones o establecimientos con
sustancias peligrosas, pudiéndose generar en ellos nuevos accidentes
secundarios que propaguen y aumenten las consecuencias iniciales.
Existen diversos modelos físicos propuestos por el TNO que
permiten estimar la magnitud de cada tipo de consecuencias. Este
efecto fue estudiado a mediados del siglo XX por el ingeniero español de
la compañía Butano, S.A. (Hoy Repsol Butano) D. Narciso Belinchón,
siendo pionero en el estudio de este tipo de siniestros.
17. AGENTE EXTINTOR DE INCENDIOS
Se llaman agentes extintores a las sustancias que, gracias a sus
propiedades físicas o químicas, se emplean para apagar el fuego
(generalmente en los incendios).
1.15. MODO DE ACTUACIÓN
Los agentes pueden actuar de cuatro modos o como combinación
de ellos:
Por enfriamiento (contra el calor).
Por sofocación (aislando el combustible del
comburente -del oxígeno del aire-).
Eliminando el combustible.
Actuando directamente sobre la reacción química,
como inhibidor.
1.16. AGENTES
Los agentes pueden encontrarse inicialmente en cualquiera de los
tres estados habituales de la materia (sólido, líquido y gaseoso). Los más
comunes son:
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Agua, a chorro o pulverizada. Actúa por enfriamiento,
dado el calor específico del agua y el elevado calor latente de
vaporización que tiene. El agua pulverizada también puede
actuar por sofocación al impedir el contacto del combustible
con el oxigeno en extintores (pulverizada), con rociadores o
con bocas de incendio (a chorro en ambos).
Espuma, química o física. Actúan por enfriamiento y
por sofocación, aislando el combustible del oxígeno del aire en
extintores, con rociadores.
Nieve carbónica (CO2 enfriado por descompresión
brusca). Como los anteriores, actúa por enfriamiento y
sofocación, ya que el CO2 no es comburente en extintores, con
rociadores
Polvo químico, o polvo BC (que es una sustancia tan
conocida como el bicarbonato). Actúa como catalizador,
inhibiendo la reacción de combustión. (ejercen su poder de
extinción por efecto de SUPRESIÓN de la reacción química) en
extintores y con rociadores.
Polvo universal o polvo ABC en extintores y con
rociadores.
Halogenados: estos son los más efectivos en la acción
de protección a equipos de alto valor por qué no son
residuales, es decir extinguen sin dejar marcas y cubre las
necesidades de todos los agentes extintores. Pero está
prohibido su uso y fabricación porque afecta a la capa de
ozono.
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La utilización de cada uno de ellos depende de la clase
de fuego de las materias susceptibles de incendiarse y, en
muchos casos, de que el agente no estropee los objetos no
alcanzados por el fuego (como ocurriría con los libros de una
biblioteca si se utilizase agua).
18. EXTINTOR
Un extintor, extintor de fuego, o matafuego es un artefacto que
sirve para apagar fuegos. Consiste en un recipiente metálico (bombona
o cilindro de acero) que contiene un agente extintor de incendios a
presión, de modo que al abrir una válvula el agente sale por una boquilla
(a veces situada en el extremo de una manguera) que se debe dirigir a
la base del fuego. Generalmente tienen un dispositivo para prevención
de activado accidental, el cual debe ser deshabilitado antes de emplear
el artefacto.
De forma más concreta se podría definir un extintor como un
aparato autónomo, diseñado como un cilindro, que puede ser
desplazado por una sola persona y que usando un mecanismo de
impulsión bajo presión de un gas o presión mecánica, lanza un agente
extintor hacia la base del fuego, para lograr extinguirlo.
Los hay de muchos tamaños y tipos, desde los muy pequeños, que
suelen llevarse en los automóviles, hasta los grandes que van en un
carrito con ruedas. El contenido varía desde 1 a 250 kilogramos de
agente extintor.
Según el agente extintor se puede distinguir entre:
Extintores hídricos cargados con agua o con un agente
espumógeno, espuma AR-AFFF. Altamente efectivos por su capacidad de
potenciar el poder humectante del Agua, los hay biológicamente activos
que encapsulan los gases y vapores generados por el fuego rompen las
moléculas de los hidrocarburos, inhibiendo la reignición (flash back), no
contaminan el medio ambiente, ni dañan a las personas.
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Extintores de polvos universales; sirve para fuegos ABC
Extintores de polvo químico seco (multifunción: combatiendo
fuegos de clase BC)
Extintores de CO2 (también conocidos como Nieve Carbónica o
Anhídrido Carbónico).
Extintores para metales: (únicamente válidos para metales
combustibles, como sodio, potasio, magnesio, titanio, etc.)
Extintores de halón (hidrocarburo halogenado, actualmente
prohibidos en todo el mundo por afectar la capa de ozono y tiene
permiso de uso hasta el 2010.
Multiextintor instantáneo (antes extintor de explosión) se trata de
una herramienta de salvamento de incendios de uso profesional, que
consiste en un recipiente elastómero, que contiene retardante de
llamas, y aloja en su interior un elemento pirotécnico unido a una mecha
rápida, que al contacto con el fuego, rompe el recipiente y crea una
burbuja carente de oxígeno que apaga el fuego, al tiempo que enfría la
zona en un radio de unos cinco metros.
Por su tamaño los extintores se dividen en portátiles y móviles.
Extintores portátiles serían los que tienen un peso de hasta 20 kg de
peso en total, considerando, a su vez, entre los mismos extintores
portátiles manuales, hasta 20 kg y extintores portátiles dorsales hasta
30 kg.
Cuando un extintor pese más de 30 kg se considera móvil y debe
llevar ruedas para ser desplazado.
Esto no es óbice para que existan extintores que colocados sobre
ruedas y por lo tanto movilizados pesen menos de 30 kg. De hecho, para
favorecer su manejo, los extintores de 50 kg se suelen instalar sobre
ruedas.
La división tiene que ver con el máximo admitido para usarse de
una u otra forma, es decir, un extintor que pese más de 20 kg
obligatoriamente tendrá que tener un apoyo dorsal.
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19. CONEXIÓN SIAMESA
Bifurcación provista de racores
normalizados para conexión, con válvulas
de corte en cada una de sus ramas. Si está
destinada a la alimentación del sistema al
que está unida, irá provista de válvulas de
retención en cada una de sus ramas.
20. BIFURCACIONES O DIFURCACIONES.
Son elementos metálicos destinados
a bifurcar el caudal de agua. Las
conexiones bifurcadoras son de menor
diámetro que la de entrada, para
mantener una presión adecuada. Por
ejemplo: para pasar de una toma de 70 mm a 2 de 45 mm, se utilizan
estos elementos.
21. PAÑO DE MANGUERA
El término “paño de manguera” contra incendios identifica un
segmento de tubo flexible que utilizan los bomberos para transportar
agua a presión desde el abastecimiento de agua hasta el lugar donde
debe descargarse.
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Para que una manguera
contra incendios sea segura,
debe haber sido fabricada con
los mejores materiales y
únicamente debe utilizarse en
actuaciones contra incendios. La
manguera es el artículo más
utilizado en un cuerpo de
bomberos. Debe ser flexible,
impermeable, tener un forro interior liso y una cubierta exterior
duradera (también llamada recubrimiento exterior, que antiguamente se
confeccionaba en paño tejido). En función del uso al que se destine la
manguera contra incendios, éstas deben fabricarse de diferentes modos,
por ejemplo, con recubrimiento sencillo, con recubrimiento doble, con
recubrimiento de goma sencillo y de goma dura no flexible.
Cada uno de los tamaños de mangueras contra incendios está
diseñado con un propósito específico. Las indicaciones sobre el diámetro
de la manguera hacen referencia a las dimensiones del diámetro interior
de la manguera. Los diámetros más comunes con 1 pulgada, 1 ½
pulgadas, 2 ½ pulgadas y 4 pulgadas que son los tubos de succión de
cubierta fuerte y poco flexibles, utilizados para abastecimiento de agua
desde la toma hacia el camión o bomba contra incendios.
En cuanto al tamaño (largo) de las mangueras contra incendios
por estándares de reglas internacionales en la actualidad su longitud
varía entre 15 a 30 metros (50 a 100 pies) para que se pueda manipular
con facilidad y sustituirse con más fácilmente. También existen otras
longitudes que se fabrican con la intención de estar fijas reciben el
nombre de tramos.