TEMA 1. TEORIA DEL FUEGO III

Clasificación de Espumógenos Según su Naturaleza

• Los espumógenos se clasifican según sus componentes en proteínicos y sintéticos.

Espumógenos de Base Proteínica

• Están hechos de materiales proteínicos hidrolizados con aditivos para retardar la descomposición.
• Producen espumas compactas con burbujas pequeñas para proyección a larga distancia.
• Usualmente se aplican mediante baja expansión pero actualmente están en desuso.
• No compatibles con polvos extintores ni aptos para fuegos de combustibles polares.

Tipos de Espumógenos Proteínicos

• Proteínicos (P): Líquidos derivados de proteínas hidrolizadas con sales metálicas para retardar la descomposición.
• Fluoroproteínicos (FP): Concentrados proteínicos con tensioactivos fluorados para evitar adherencia al combustible.
• Fluoroproteínicos Formadores de Película Acuosa (FFFP): Contienen agentes fluorados que forman una película acuosa sobre hidrocarburos, sellando gases inflamables. Compatibles con polvos, pero no aptos para combustibles polares.

Espumógenos de Base Sintética

• Están hechos de detergentes, alcoholes y aditivos sintéticos.

Tipos de Espumógenos Sintéticos

• Sintéticos (S): Mezclas de tensioactivos hidrocarbonados sin compuestos fluororgánicos. Generan espumas de baja viscosidad para dispersión rápida. Expansión usualmente media y alta.
• Fluorosintéticos: Combinan tensioactivos fluorados a los sintéticos para evitar adherencia a hidrocarburos, permitiendo extinción más rápida.
• Fluorosintéticos Formadores de Película Acuosa (AFFF): Mezclas de tensioactivos fluorados e hidrocarbonados que forman una película acuosa sobre hidrocarburos. Compatibles con polvos extintores.
• Espumógenos sin Flúor (F3): Similares a AFFF y AR pero sin compuestos fluororgánicos, basados en mezclas de agentes hidrocarbonados tensioactivos y estabilizadores no fluorados. Se consideran "ecológicos". Actúan como humectantes para clase A y emulsionantes para clase B.
• Anti-Alcohol o Alcohol Resistentes (AR): Resistentes a la dilución en combustibles miscibles con agua, útiles para alcoholes y acetonas. No se diluyen en combustibles polares. Usualmente de base sintética con polímeros solubles en agua pero no en alcohol. Expansión usualmente baja y media. Algunos precipitan una membrana polimérica sobre el alcohol.
• Polivalentes: Combinan AR con FFFP o AFFF, para combustibles polares y apolares. Usualmente empleados en baja expansión, también en media.
• CAF (Espuma de Aire Comprimido): Se genera inyectando aire comprimido en la mezcla de agua y espumógeno (7,5 l/min de aire por 1 l/min de mezcla). Aplicable en fuegos de clase A, hidrocarburos y solventes polares.

Clasificación de Espumógenos Según su Función

• Para hidrocarburos.
• Para líquidos polares: Líquidos con punto de ebullición muy bajo, resistentes al alcohol.
• Polivalentes: Para todo tipo de combustibles líquidos (polares y no polares).

Espumas para Hidrocarburos Halogenados

• Los hidrocarburos halógenos líquidos se comportan como sus equivalentes gaseosos ante el fuego.
• Su uso está prohibido en muchos países debido a la formación de productos tóxicos al descomponerse por el calor.

Agentes Extintores Sólidos

• Compuestos por químicos sólidos pulverizados (sales inorgánicas o metálicas) con aditivos.
• Son expulsados mediante un gas inerte auxiliar, como CO2.
• UNE-EN 615:2009 define el polvo extintor como un medio compuesto por productos químicos sólidos finamente divididos con aditivos.

Características y Propiedades de los Polvos Extintores

• Se aplican como polvo muy fino (10 a 75 micras), maximizando el área superficial.
• Buscan fluidez, división en partículas iguales y estabilidad sin atracción electrostática.
• Son dieléctricos a bajas tensiones y estables a temperaturas inferiores a 50°C.

Mecanismos de Extinción de los Polvos Extintores

• Inhibición: Interrupción de la reacción en cadena al combinarse con radicales libres (excepto en polvos tipo D).
• Sofocación: Desplazamiento del oxígeno y creación de una costra que impide la alimentación de O2 (especialmente en ABC y tipo D).
• Enfriamiento: Efecto despreciable.

Tipos de Polvos Extintores

• Convencionales BC: Actúan principalmente por inhibición y sofocación. Para líquidos inflamables y gases. No producen atmósferas inertes duraderas. Compuestos por carbonato o bicarbonato sódico o potásico, con aditivos hidrófugos. Útiles en fuegos clase B y C y con tensión eléctrica hasta 1000 voltios. No eficaces en clase A ni compatibles con espuma. El carbonato potásico es más efectivo debido a la urea añadida.
• Polivalentes ABC: Efectivos en fuegos clase A, B y C. Formados por fosfatos, sulfatos y sales amónicas, como el fosfato monoamónico (PO4H2NH4) que se descompone en una capa pegajosa que sofoca el fuego impidiendo la alimentación de oxígeno. El ácido metafosfórico resultante sella las brasas.
• Especiales: Diseñados para fuegos de metales (Clase D). Compuestos por grafito pulverizado y carbón mineral. Cada uno es específico para un tipo de metal. Ejemplos: Polvo G-1, Metalguard, Metal-L-X, Na-X, Lith-X, Polvo TEC.

Agentes Extintores Gaseosos

• Se almacenan líquidos a presión y se usan en estado gaseoso.
• Penetran fácilmente, pero pueden ser contraproducentes en exteriores o con presión ambiental.
• Comunes: nitrógeno, dióxido de carbono, hidrocarburos halogenados y gases inertes.

Nitrógeno (N2)

• Gas incoloro, inodoro e insípido. Estable a altas temperaturas.
• No tóxico, pero asfixiante.
• Extingue por sofocación, inhibición y enfriamiento.

Dióxido de Carbono (CO2)

• El agente extintor gaseoso más usado y de bajo coste.
• Incoloro, inodoro e insípido a temperatura ambiente.
• Se licua fácilmente y se almacena a presión. Al descargarse, se convierte en gas y absorbe calor (hasta -79ºC).
• 1,5 veces más pesado que el aire y dieléctrico.
• Extingue por sofocación (principalmente) y enfriamiento (secundariamente). Se le conoce como nieve carbónica.

Hidrocarburos Halogenados (Halones)

• Hidrocarburos con átomos de halógenos (flúor, cloro y bromo) que sustituyen a los hidrógenos.
• La identificación se da por un número (C, F, Cl, Br, Y).
• Gases producidos industrialmente a partir del metano (CH4) y del etano (CH3).
• El flúor reduce el punto de ebullición, incrementa la estabilidad e inertización. El cloro y el bromo elevan el punto de ebullición y aumentan la eficacia extintora y la toxicidad.
• Extinguen por inhibición, sofocación y enfriamiento.

Tipos de Halones

• Halón 1211: Bromoclorodifluorometano (C F2 Cl Br), gaseoso, incoloro y de olor dulce. Se usa en medios manuales.
• Halón 1301: Bromotrifluormetano (C F3 Br), incoloro e inodoro, pero con olor picante al descomponerse por el fuego. Menos tóxico que el Halón 1211.

Sustitutos de los Halones y Gases Inertes

• La industria química ha creado nuevos agentes que replican las propiedades de los halones sin la contaminación.
• Estos agentes son conocidos como agentes limpios (halocarbonados), mezclas de gases inertes o técnicas alternativas a los halones.

Características de los Halones (y de los Hidrocarburos Halogenados)

• Actúan por inhibición, sofocación y enfriamiento.
• Eficaces en concentraciones del 5% al 10%.
• Aplicables solo en incendios de interiores.
• Gases incoloros, inodoros, no corrosivos y sin residuos.
• Más densos que el aire.
• Se aplican con extintores portátiles o sistemas de inundación total.

Inconvenientes de los Halones

• Costosos y no aptos para fuegos metálicos (tipo D). Adecuados para fuegos A, B y C, incluso con tensión eléctrica.
• Al descomponerse a altas temperaturas generan fosgeno (COCl2), un gas muy tóxico.
• Prohibidos por el protocolo de Montreal por dañar la capa de ozono, sustituidos por "sustitutos de los halones".

Sustitutos de los Halones

• Agentes químicos halocarbonados (UNE-EN 15004).
• Gases inertes (UNE-EN 15004).
• Agua nebulizada, water mist o HI-FOG.

Agentes Químicos Halocarbonados

• Compuestos con estructura molecular de hidrocarburo halogenado (R-X).
• Aplicables a fuegos A, B y C.
• Nivel ODP nulo y nivel cardiotóxico NOAEL superior a la concentración de extinción.
• No tienen efecto invernadero (GWP), no son corrosivos ni conductores de electricidad.
• A altas temperaturas pueden producir fosgeno (COCl2) y ácido fluorhídrico (HF).
• Ejemplos: FM200 o Fire Master, FE-13, CEA 6 14, CEA 4-10 y NAF S-III.

Gases Inertes (IG)

• Mezclas de gases como argón (Ar), nitrógeno (N2) y dióxido de carbono (CO2) que actúan por sofocación, reduciendo el oxígeno al 12% o 10%. Si se va usar en totalidad, se necisita sistema de prealarma de evacuación.
• Nivel de oxígeno respirable por poco tiempo.
• Densidad similar al aire.
• Baratos y no dañan el medio ambiente.
• Requieren mayor concentración de extinción.
• Únicamente eficaces en incendios de interior.

Tipos de Gases Inertes

• Inergen IG-541: Nitrógeno 52%, Argón 40% y dióxido de carbono 8%. Desplaza el oxígeno y no perjudica el medio ambiente.
• Argonite IG-55: Argón y Nitrógeno al 50% cada uno.
• Argón IG-01: Argón al 100%.

Sistemas de Agua Nebulizada (Water Mist o HI-FOG)

• Utilizan agua natural a alta presión (hasta 250 bares).
• La nebulización se define como un 90% de gotas con diámetro inferior a 400 micras.
• Actúan principalmente por enfriamiento, sofocación y atenuación de calor por radiación.
• Se puede utilizar sobre fuegos de tipo A, B y aparatos electrónicos delicados.

Ventajas del Agua Nebulizada

• No produce daños por agua.
• Aplicable a líquidos inflamables tipo B y equipos electrónicos delicados.
• Equipamiento ligero y coste despreciable del agente extintor.
• Accionamiento manual o por sistema de detección.

Definiciones Importantes (UNE-EN ISO 13943:2018)

• Agente oxidante (comburente): Sustancia capaz de causar oxidación.
• Carbonizado: Residuo carbonoso de la pirólisis o combustión incompleta.
• Ceniza: Residuo mineral de la combustión completa.
• Clínquer: Aglomerado sólido de residuos de la combustión completa o incompleta.
• Combustible: Sustancia que reacciona exotérmicamente con un agente oxidante.
• Combustión: Reacción exotérmica con un agente oxidante, emitiendo efluentes de fuego.
• Combustión completa: Todos los productos de combustión se oxidan totalmente.
• Combustión con llama: En la fase gaseosa, con emisión de luz.
• Combustión estequiométrica: Relación de equivalencia igual a la unidad.
• Combustión incandescente: En la fase sólida sin llama, emitiendo luz.
• Combustión sin llama: Evidenciada por aumento de temperatura y/o efluente de fuego.
• Conductividad térmica: Tasa a la cual el calor fluye a través de un material.
• Detonación: Onda de choque propagándose a velocidad mayor que la del sonido.
• Efluente de fuego: Gases y aerosoles de la combustión o pirólisis.
• Explosión: Expansión brusca de gas, con o sin aumento de temperatura.
• Fuego: Combustión caracterizada por calor y efluente de fuego.
• Fuente de ignición: Energía que inicia la combustión.
• Hollín: Materia particulada de la combustión incompleta de orgánicos.
• Humo: Parte visible de un efluente de fuego.
• Incandescencia: Emisión de luz por calentamiento intenso.

Más Definiciones Importantes

• Incendio: Combustión no deliberada y sin límites en tiempo y espacio.
• Inflamabilidad: Capacidad de arder con llama bajo condiciones especificadas.
• Límite de inflamabilidad: Concentración de vapor combustible en aire necesaria para la propagación de una llama.
• Límite Inferior de Inflamabilidad (LFL): Concentración mínima para la propagación de una llama.
• Límite Superior de Inflamabilidad (UFL): Concentración máxima para la propagación de una llama.
• Llama: Combustión subsónica rápida en un medio gaseoso, emitiendo luz.
• Llama de difusión: Combustión donde el combustible y el agente oxidante se mezclan.
• Llama premezcla: Combustión en una mezcla completa de combustible y agente oxidante.
• Oxidación: Reacción química donde aumenta la proporción de oxígeno.
• Pirólisis: Descomposición química por calor.
• Producto de combustión: Material sólido, líquido y gaseoso resultante de la combustión.
• Resistencia al fuego: Capacidad de resistir el fuego o proteger durante un tiempo.
• Temperatura de ignición espontánea: Temperatura mínima de ignición por calentamiento sin llama.
• Temperatura de inflamación: Temperatura mínima para emitir gases inflamables que prenden momentáneamente con una llama piloto.

Temperaturas de Inflamación, Combustión e Ignición

• Punto de inflamación (Flash point): Temperatura mínima para que los vapores prendan momentáneamente en presencia de llama.
• Punto de combustión (Fire point): Temperatura mínima para que un material se prenda y continúe ardiendo.
• Punto de ignición (Ignition point): Temperatura mínima para iniciar la combustión sostenida.
• Temperatura de autoignición: Temperatura mínima para la autoignición en un ensayo de fuego.
• Distribución de puntos o temp. por orden de menor a mayor facilidad para producirse en combustibles sólidos: Punto de inflamación (flash point), punto de combustión (fire point), punto de ignición (ignition point), temperatura de autoignición o ignición espontánea.

Mecanismos de Extinción de Agentes Extintores

• Agua: 1º Enfriamiento 2º Sofocación.
• Espuma: 1º Sofocación 2º Enfriamiento.
• Agentes extintores sólidos: Principal: Inhibición. Secundario: Sofocación / Enfriamiento.
• Gases Inertes: Principalmente: Sofocación (desplazamiento o dilución del comburente). Secundariamente: Enfriamiento.

Aditivos para Agua

• Agentes humectantes: Aumentan la superficie de contacto y disminuyen la temperatura interior de los sólidos. Reducen la tensión superficial y mejoran la penetración.
• Agentes espesantes o viscosantes: Aumentan la viscosidad y la tensión superficial, formando un gel ignífugo. Retrasan el drenaje y el secado.

Mecanismos de Extinción Específicos

• Polvo polivalente (ABC), Polvo convencional (BC) y Polvos especiales para metales (Clase D): Principal: Inhibición. Secundariamente: Sofocación.
• Polvos especiales para metales (Clase D): Los polvos preparados o comerciales más comunes: Polvo NA-X y Polvo TEC actúa principalmente por sofocación.
• Nitrógeno (N2): Principal: Sofocación. Secundario: Enfriamiento.
• Dióxido de carbono (CO2): Principal: Sofocación. Secundario: Enfriamiento.
• Hidrocarburos Halogenados (Halones): Principal: Inhibición. Secundario: Enfriamiento.

Propiedades de Agentes Extintores

• Polvo convencional (BC): Bicarbonato sódico o potásico.
• Polvo polivalente (ABC): Fosfatos o sales amónicas.
• Polvos especiales para metales (Clase D): Base de grafito.
• Acetato de potasio: Forma una capa jabonosa que sofoca el fuego.
• Mezclas de gases inertes: IG-01 (Argón), IG-55 (Nitrógeno y Argón), IG-100 (Nitrógeno), IG-541 (Nitrógeno, Argón y CO2).
• Hidrocarburos Halogenados (Halones): Derivados químicos de hidrocarburos.

Toxicidad de los Agentes Extintores

• Dióxido de carbono (CO2): Concentración superior al 30% necesaria para extinguir incendios. Mortal en concentraciones del 10%.
• Monóxido de carbono (CO): Mortal en concentraciones entre el 1 y 2%. Produce parálisis muscular.
• Cianuro de hidrógeno (HCN): Causa anoxia celular. Peligroso a partir del 0,05% de concentración.

Este cuestionario explora las características y diferencias entre diversos tipos de espumógenos, incluyendo proteínicos, fluoroproteínicos, sintéticos y sin flúor. Se enfoca en sus aplicaciones específicas en la extinción de incendios y compatibilidad con otros agentes extintores.