TEMA 2 MECANISMOS DE EXTINCIÓN PDF

TEMA 2. MECANISMOS DE EXTINCIÓN 1. MECANISMOS DE EXTINCIÓN Se basan en hacer desaparecer o disminuir los efectos de los factores del incendio que conforman el tetraedro de fuego: combustible, comburente, energía de activación (calor) y reacción en cadena. 1.1 DESALIMENTACION O ELIMIACION DEL COMBU...

TEMA 2. MECANISMOS DE EXTINCIÓN 1. MECANISMOS DE EXTINCIÓN Se basan en hacer desaparecer o disminuir los efectos de los factores del incendio que conforman el tetraedro de fuego: combustible, comburente, energía de activación (calor) y reacción en cadena. 1.1 DESALIMENTACION O ELIMIACION DEL COMBUSTIBLE Consiste en la retirada parcial o total del combustible a velocidad mayor que la velocidad de propagación del fuego. Si disminuimos la concentración de combustible para que los vapores generados queden por debajo del LII se denomina dilución. La deslimentación tiene dos formas: Directa. Se separan físicamente los combustibles del foco o se interrumpe el fujo de fluidos a través de tuberías Indirecta. Se dificulta la propagación del incendio refrigerando los combustibles o interponiendo elementos incombustibles que dificulten la combustión Dilución combustible: Solamente para líquidos. El combustible debe ser miscible en agua (POLAR). Se consigue que los vapores que emanan estén por debajo del LII. 1.2 SOFOCACIÓN Consiste en eliminar o desplazar el comburente (separar el comburente de los productos en combustión o reducir la concentración del comburente, ej. en O2 por debajo15%). Se trata de impedir que los vapores combustibles entren en contacto con el comburente, o su concentración sea inferior al LII. Métodos: Separación completa del comburente. Recubriendo combustible para que no entre en contacto con el comburente Dilución del oxígeno (INERTIZACION): Dilución O2(por ej. con vapor de agua) Seria como una dilución, pero con gases inertes. (CO2, halón o N). No acaba con el O2, sino que lo reduce por debajo de la concentración necesaria 15%. Si durante la combustión se genera O2, no es un método efectivo. ## La inertización genera una zona de comburente diluido, y la sofocación, una zona sin renovación de O2 1.3 ENFRIAMIENTO Reducir la temperatura del combustible por debajo de su punto de ignición evita que se desprendan gases inflamables. El agua al evaporarse absorbe 540 /g. También tienen cierto efecto de refrigeración el CO2, los halones y, en menor medida, el polvo antibrasa ABC (aunque mucho menor que el agua). 1.4 INHIBICION QUIMICA También llamada acción catalítica negativa, consiste en la ruptura de la reacción en cadena mediante la desactivación de los radicales libres, así se impide la transmisión de calor entre las moléculas. En la combustión los radicales libres son ocupados por el oxígeno, que va oxidando todas las moléculas. Halón o polvo seco ocupan los radicales libres antes que el O2. Es un método muy eficaz, pero NO es válido para fuegos sin llama. 1 También hay variantes de los anteriores métodos de extinción: 1.5 EMULSION (Actúa sobre el combustible) Es una variante del enfriamiento y extingue al bajar la temperatura 1.6 EMULSION (actúa sobre el comburente) Variante de la sofocación. 1.7 INERTIZACION (Actúa sobre el comburente) Variante de la sofocación 1.8 DESPEJE (Actúa sobre el combustible) Variante de la desalimentación, apartando combustible o desplazando las llamas del mismo. 1.9 DILUCIÓN (Actúa sobre el combustible) Es una variante del enfriamiento. (Algunos textos ponen extinguir por dilución del O2, pero eso es inertizar,) 2.AGENTES EXTINTORES 2.1 LIQUIDOS 2.1.1 Agua: DISOLVENTE POLAR universal. (PELIGRO, los no polares flotan sobre el agua produciendo rebosamiento del combustible) Es un líquido incoloro, inodoro e insípido, que hierve a 100° C, congela a 0º C. Alcanza su máximo volumen a 4º C. Calor latente de vaporización (540 cal / gr), calor latente de fusión de 80 cal / gr y calor específico de 1 cal / º C. Es muy pesada. Su densidad es de 1 Kg/litro = 1 gr/ cm3. Cuando se evapora aumenta su volumen entre 1.500 y 1.700 veces (otras bibliografías 1880 litros). Su gran capacidad como disolvente. (capaz de disolver cenizas y alcanzar el núcleo de la combustión. La escasa variación de su viscosidad con la temperatura permite que pueda bombearse desde 1º C hasta 99º C. Su elevada tensión superficial permite lanzarla a chorro sólido o como gotas finas, llamadas también “niebla Alta estabilidad molecular evita la ruptura o disociación del agua hasta temperaturas de aproximadamente 1.650º C, temperaturas superiores a las que normalmente tiene la llama. Temperatura critica: 374 º C. Extingue por enfriamiento (Principalmente). A enfriamiento y 38ºC. También actúa por sofocación (Vapor de agua) y por desalimentación en combinación con líquidos polares. 2 2.1.2 Agua nebulizada: Gotas de niebla. Se busca maximizar la superficie de intercambio de calor (Presiones de 4 a 200 bares) 7.3 veces más eficaz que el agua a chorro. Tamaño ideal de gota 0.3 a 1 mm Presión en punta de lanza 7 a 8 bares. 2.1.3 Agua con aditivos: Son compuestos que mejoran sus propiedades. Pueden ser: Humectantes o aligerantes: (agua mojada, húmeda o pesada). Reduce la tensión superficial aumentando su penetración. muy eficaces en incendios sólidos Espesantes o viscosantes: Consiguen aumentar la viscosidad del agua (se aumenta su tensión superficial), Muy empleado en incendios forestales (Se adhiere al combustible) y para que el agua flote sobre líquidos inflamables insolubles. son tóxicos, La fluidez de la mezcla del agua varía desde la propia de las gelatinas delgadas o los fluidos diluidos y espesos como jarabe hasta la de los fluidos fangosos. Agua con boratos: Es una variedad del agua con espesantes o agua ligera, a base de boratos cálcicos y de sodio. Se denomina también lechada de agua. Principalmente fuegos forestales, se adhiere combustible. Al calentarse el agua se evapora, tras lo cual los cristales de borato y adquieren una forma vidriosa dura. retienen el agua, retardan la llama y proporcionan aislante térmico. Su inconveniente de que asientan muy deprisa, (usarla rápidamente tras su elaboración). Agua con modificadores de flujo: disminuyen las pérdidas de presión. La fricción es de: o Entre el agua y las paredes de la manguera 10% de pérdida de presión total o Por el flujo turbulento en el interior de la manguera 90% de pérdida de presión total El aditivo es óxido de polietileno y logra: o 4 litros en 23000 litros de agua, se logra un 70% de incremento de fujo en una manguera. o también duplican la presión final en la boquilla del extremo de la manguera. o Se les denomina también agua rápida y se aplica: ▪ Como pasta concentrada ▪ De forma automática. Agua con modificadores de densidad. Dos tipos: o adición de aire al agua para formar una espuma aérea semiestable, más ligera que la mayoría de los líquidos combustibles e inflamables (espumas) o añadir al agua un agente emulsificante capaz de mezclarse con la capa superior del líquido en combustión para formar una emulsión de agua y combustible flotante no inflamable. 2.1.4 Espumas: la norma más actual que las regula es la UNE en 1568, agentes extintores, concentrados de espuma. Se dividen en: 2.1.4.1Espumas Físicas: masa de burbujas de aire, combinadas con espumógeno (Estabilizador), agua y aire, menos denso que el más ligero de los líquidos inflamables. o Espumógeno. Agente emulsor. Concentrado líquido tensoactivo (reduce tensión superficial) que, disuelto en agua en la proporción adecuada (soluciones espumantes) capaz de generar espuma al añadirle aire o Espumante. Mezcla de espumógeno y agua. Emulsión de dos líquidos insolubles entre sí de tal manera que uno de ellos se distribuye en pequeñas partículas en el otro 3  o Espuma. Mezcla de espumante y aire. Es un agente extintor formado por un aglomerado estable de burbujas. Características y propiedades: o Cohesión o adherencia entre las diferentes burbujas para conseguir una capa resistente. o Estabilidad o capacidad de retención del agua. Se expresa mediante el tiempo de drenaje. o Fluidez o Resistencia al calor o Resistencia a ser contaminada por el propio combustible, o Resistencia a los combustibles polares (mezclan con agua y podrían robársela a la espuma, destruyendo la capa formada). AFFF, se ven afectadas por los combustibles líquidos de tipo polar o Toxicidad nula o muy ligera (Irritación que desaparece con agua) o cierta conductividad eléctrica, mayor cuanto menor es su grado de expansión, o Incompatibilidad con ciertos agentes (principalmente los polvos extintores), que pueden descomponerlas instantáneamente. o No son compatibles con otros espumógenos de diferentes tipos (no se pueden mezclar), aunque sí pueden ser compatibles con las espumas obtenidas de ellos. Mecanismos de extinción: o Sofocación: (el principal) separa el combustible del oxígeno en la superficie del combustible, evitando además el desprendimiento de vapores inflamables y tóxicos procedentes del combustible. En el caso de las espumas de alta expansión el efecto de sofocación se consigue porque desplaza totalmente el aire o Enfriamiento: al contener agua también actúa por enfriamiento. Si posee suficiente estabilidad, (Retención agua), también impide la reignición. Según su expansión se dividen en: UNE EN 1568 UNE23603 UNE 23600 BAJA EXPANASION (Cada uno para 1 tipo de fuego). Están compuestos en principio por grafito pulverizado y carbón mineral, en función del material a extinguir. Los polvos especiales más comunes son: o Polvo G1 o pireno METALGUARD: Fuegos de Mg, Na, K, Ti, Li, Ca, Zr, Hf (Acido fluorhídrico) Tirio, Pu, Zn y Fe o Met- L-X: Fuegos Mg, Na y K o Na X: fuego de sodio metálico (Na) o Lith-X; fuegos de grafito y aditivos. o Polvo cloruro eutéctico ternario (TEC): Mezcla de potasio, cloruro sódico y cloruro bárico (Cubrir completamente evitando su contacto con el aire) eficaz en la extinción de fuegos de ciertos metales combustibles. Con este polvo se han logrado extinguir pequeños fuegos de uranio y plutonio. o Boralón: trimetoxiborano + halón 1211: Para incendios de boro fundido. o Polvo cobre: Incendios de litio o Arena seca: Fuegos de aluminio o Limaduras de hierro: Deben estar libres de humedad y de oxido. Validas para diversos fuegos de metales. o Sal: Fuegos de aluminio. o Polvos talco: fuegos de magnesio. o Cenizas de sosa: Fuegos de sodio y potasio. o Explosivos: Para pozos petrolíferos o de difícil acceso. La onda abate las llamas 2.3AGENTES EXTINTORES GASEOSOS Se almacenan en estado líquido (Licuados a presión) y cuando se utilizan pasan a gaseoso. Los gases tienen gran poder de penetración. Los más habituales son: 7 2.3.1 Nitrógeno NO2 (Dióxido de nitrógeno): Antes apenas se utilizaba, principalmente porque al extinguir los fuegos producía cianógeno y peróxido de nitrógeno, ambos muy tóxicos y que podían causar más víctimas. Hoy en día se utiliza con más frecuencia. Es un gas incoloro, inodoro e insípido. Es muy estable a las altas temperaturas (de 700 ºC a 1.330 ºC). No es tóxico, pero sí asfixiante, Mecanismos de extinción: o Sofocación (PRINCIPAL) o Inhibición y enfriamiento (SECUNDARIO) 2.3.2 Dióxido de carbono (CO2 o anhídrido carbónico). Es el más utilizado: Es un gas de bajo coste. A temperatura ambiente es incoloro, inodoro e insípido. Es fácilmente licuable (por compresión y enfriamiento) y se transporta y almacena en recipientes a presión (botellas por debajo de 31 ºC). Al extraerlo: o el gas sale a -40 ºC). o Al expansionarse se convierte en nieve a -79 ºC. Pesa 1,5 veces más que el aire (tiene un 50% más de densidad que el aire). Es dieléctrico. Utiliza su propia presión para conducirse por tuberías. A volumen constante, la presión varía con la temperatura. No es corrosivo. no deja residuos. Al sustituir un 30% del volumen del aire por CO2, no permite la combustión. Extingue por: o Sofocación (PRINCIPALMENTE) o Enfriamiento (SECUNDARIO). 2.3.3 Hidrocarburos halogenados (halones): Son hidrocarburos en los que los átomos de elementos halógenos sustituyen a los radicales hidrógenos. Su identificación, el primer dígito indica la cantidad de átomos de carbono, el segundo de flúor, el tercero de cloro, el cuarto la de bromo y el quinto, de existir, la de yodo. partir del metano (CH4) y del etano (CH3). La sustitución de un átomo de hidrógeno por otro elemento (cloro, flúor y bromo) pasan de ser gases inflamables a agentes extintores. Los más empleados son: Halón 1211 (Diflúor cloro bromo metano): En condiciones normales, gas, incoloro, de olor dulce. Se utiliza principalmente en medios manuales Halón 1301 (Triflúor bromo metano): Es incoloro e inodoro. Al entrar en contacto con el fuego, olor picante. El nitrógeno es soluble en halón 1301. Es menos tóxico. Se utiliza en sistemas automáticos de inundación Sus características y propiedades son: ▪ Alta densidad en estado líquido. 5 veces mas denso que el aire ▪ 2.5 veces más efectivo que CO2 ▪ 1301, 2 veces más efectivo que mf200 (Sustituto) ▪ 1301, 10%volumen menos utilizado que si se hace con 1211 ▪ No dejan residuos. ▪ Flúor: reduce el punto de ebullición, aumenta la estabilidad y las propiedades de inertización y disminuye la toxicidad del compuesto. ▪ Cloro: eleva el punto de ebullición, aumenta la eficacia extintora y la toxicidad y disminuye la estabilidad. 8  ▪ Bromo: proporciona en mayor grado las mismas características que el cloro. Es tóxico, sobre todo cuando se descompone por efecto de las altas temperaturas del incendio. Mecanismos de extinción: ▪ Inhibición y sofocación. (PRIMARIOS) ▪ Enfriamiento (SECUNDARIOS) 2.3.4 Sustitutos de halones y gases inertes: (halocarbonados) Poseen las principales propiedades de los halones y no tienen su grado contaminante. No dañan o inutilizar los equipos, tienen iguales propiedades de extinción, son inocuos para las personas si deben usarse en áreas habitadas y respeten el medio ambiente, no son corrosivos y son dieléctricos. Extinguen por sofocación, al disminuir la proporción de oxígeno en el aire. Se clasifican en: IG-100: 100% NITROGENO IG-55: 50% ARGON-50% NITRÓGENO (Nombre comercial ARGONITE) IG-541: 52% NITRÓGENO-40% ARGON-8% CO2 (Nombre comercial INERGEN) IG-01: ARGON 100%. (Nombre comercial ARGOTEC O ARGONFIRE) o Extingue al reducir el O2 del 21 al 15% o Descarga rápida en 60 segundos aproximadamente. o Uso seguro en áreas ocupadas. Buena visibilidad. Fh-200: es el sustituto del 1301 o Incoloro, casi inodoro y no conductor. o MUY EFICIENTE en fuegos A, B y C. o Está formado por HEPTAFLUOROPROPANO, y se almacena licuado a alta presión. o Rompe la reacción en cadena. o Extingue en menos de 10 segundos. 3.AMBITO DE APLICACIÓN DEL AGUA EN LA EXTINCIÓN 3.1 EFECTIVIDAD: Fuegos CLASE A: MUY EFECTIVA Fuegos CLASE B Y C: Uso para CONTROL, NO para EXTINCIÓN 3.2 FORMAS DE USO: A chorro: o método más utilizado, aunque no el más eficaz. o ventaja su largo alcance, o sólo entre un 10% y un 20% del agua participa realmente en la extinción. o únicamente en fuegos de clase A. En fuegos clase B si el líquido no es soluble flotará, rebosará y propagará el fuego (excepto en líquidos miscibles en agua o que contengan disolventes que también lo sean). o inadecuado para fuegos eléctricos y de metales combustibles (D y E) Pulverizado o niebla: o es el modo más eficaz de utilizar el agua. o Para fuegos de tipo A y B 9  o se puede utilizar en presencia de corriente eléctrica E (utilizando chorros intermitentes, aunque esta aplicación exige una técnica muy depurada y lanzas especiales) o dispersión de nubes de gas C o refrigerar zonas expuestas al calor en las cercanías del incendio. o pulverizada es más potente tanto en refrigeración como en sofocación. o Existen gran cantidad de tipos de lanzas para su aplicación, o en instalaciones fijas (rociadores o sprinklers) 3.3 LIMITACIONES: Su mayor limitación: ser conductora de la electricidad. Al ser más densa que la mayoría de combustibles líquidos, se deposita en el fondo lo que impide la extinción. El aumento de volumen al evaporarse si el combustible no es soluble en agua, extiende más el incendio reacción con algunas materias (Na, Al) puede producir gases o explosiones (en el panel Naranja, X o XX + nº de peligro). A menos de 4 ºC el agua se congela (Momento de máximo volumen) A temperaturas muy altas (3222,2 ºC), la molécula de agua se descompone en 2H2, gas combustible, y O2, gas comburente (2 H2 O → 2H2 + O2), lo que genera violentas explosiones. gran tensión superficial y su poca viscosidad, aunque esto se soluciona con aditivos especiales (Según el caso puede ser una ventaja o una desventaja) 4.AMBITO DE APLICACIÓN DE LAS ESPUMAS 4.1 APLICACIÓN Y UTILIZACION: Se puede aplicar directo sobre el fuego (forma violenta), o de forma indirecta (forma suave) según el tipo de combustible: Fuegos A y B: Ambas son válidas (Directa e indirecta) Combustibles líquidos: o Hidrocarburos: Ambas son válidas (Directa e indirecta) o Líquidos polares: Indirectamente 4.2 EFICACIA: Es el mejor agente extintor en almacenamientos de combustibles líquidos, en aeropuertos y ciertas plantas químicas ya que es el agente MÁS EFICAZ EN FUEGOS CLASE B. 4.3 DOSIFICACION: MEDIA Y ALTA EXPANSION: 3 al 6% BAJA EXPANSIÓN: 1 al 3 % 10 4.4 CURIOSIDADES: Temperatura ideal para hacer espuma: De 7 a 27ºC Presión en punta de lanza ideal: 3.5 a 10 bar (MAX. 14 bar) 7.5bar en bomba da 3.5 bar en lanza en un tendido normal (como dato……) Se utiliza con proporcionadores, las lanzas de media y baja, generadores de alta o instalaciones fijas. 4.5 LIMITACIONES: ▪ Las mismas que el agua 5.AMBITO DE APLICACIÓN DE AGENTES EXTINTORES SÓLIDOS. 5.1 APLICACION: clases B y C. Extinguen gases y todo tipo de líquidos inflamables, incluso alcoholes y otros miscibles en agua, excepto el disulfuro de carbono. El polvo polivalente es además antibrasa, con lo que se puede utilizar con los de clase A, B y C El polvo especial está diseñado para actuar específicamente en fuegos clase D (metales). Todos los polvos extintores son dieléctricos, por lo que se pueden emplear en fuegos en presencia de corriente eléctrica como máximo hasta 1.000 voltios (baja tensión). Es compatible con el empleo de otros agentes extintores (no con espumas). Normalmente se utilizan en extintores impulsados por gas. Se pueden usar en instalaciones fijas en sistemas automáticos, pero atrancan con facilidad en las boquillas. 5.2 LIMITACIONES: No enfrían, por lo que el fuego puede reiniciarse con facilidad. Sólo sirven para fuegos limitados en volumen, (excelentes para el inicio de un incendio) No son tóxicos, pero sí abrasivos. Dejan residuos y se descomponen a altas temperaturas, (no son recomendables para equipos delicados) No se pueden utilizar con espumas porque reaccionan químicamente (descomponen). 6.AMBITO DE APLICACIÓN DE AGENTES EXTINTORES GASEOSOS. 6.1 NITROGENO: Muy poco utilizado, práctico parra fuegos de petróleo o derivados. Muy tóxico y muy caro 6.2 CO2: Es muy buen agente extintor para fuegos superficiales de clase A. Efectivo para fuegos de tipo B y C. Puede utilizarse con alto voltaje (Polvos solo baja tensión), pero no es adecuado para equipos delicados. Utilizado en fuegos de tipo D se descompone en reactivos (sodio, magnesio, potasio, etc.) y reaviva la combustión. Ventajas: o Limpio y sin residuos de polvo o Se licua muy fácilmente, una gran ventaja para su transporte y almacenamiento. o Se aplica en sistemas de inundación total o parcial y en extintores portátiles. 11  Limitaciones: o Poco poder de penetración y en el exterior se disipa muy rápidamente. o Puede causar quemaduras y congelaciones por frío. o Tiene peligro de reignición al disiparse el CO2 o Es irrespirable y puede producir asfixia por falta de oxígeno (aunque no es tóxico): ▪ 2% efecto narcótico ▪ 5% puede servir como estimulante de la respiración ▪ 6% máxima concentración admisible para las personas ▪ 7-9% pérdida de conocimiento. ▪ 20% causa la muerte en 20 – 30 minutos. ▪ 22% concentración necesaria para la extinción de incendios (hay que evacuar antes de aplicar). 6.3 HIDROCARBUROS HALOGENADOSJ Se puede utilizar con éxito para extinguir fuegos clases A, B y C. También se puede utilizar en presencia de corriente, SI esté garantizada que no habrá arcos eléctricos y no daña los equipos delicados. Su aplicación PRINCIPAL es para fuegos eléctricos (E) y gases inflamables (C). Ventajas: o Muy limpio y adecuado para protección de equipos delicados. o Bajo % de utilización (Valido para inundar con personas dentro) o Es rápido y no es preciso acercarse al fuego. Inconvenientes: o perjudican gravemente la capa de ozono. o Pueden generar gases tóxicos si no consiguen extinguir el incendio en breve espacio de tiempo. o Tanto el halón como el CO2 no son adecuados para fuegos profundos, y se deben utilizar en fuegos interiores. Tanto el halón 1211(Aplicación local y extintores) como el 1301 (Instalaciones fijas), son impulsados por nitrógeno N2. No está prohibida su utilización (Hasta agotar existencias), pero sí que está prohibida su fabricación. 12