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PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS

INTRODUCCIÓN

CONCEPTO: FACTORES DETERMINANTES

Todos los días estamos trabajando o utilizamos el fuego, cuando usamos un mechero o calentamos una sartén llena de aceite en la cocina. Teóricamente estamos hablando de un fuego querido o controlado. Sin embrago un Incendio es un fuego no deseado ni controlado.

 

Si el combustible es sólido, es necesario calentarlo hasta que se produzca su descomposición de gases o iones, a este fenómeno se denomina “PIRÓLISIS”

 

Desde el punto de vista humano, con el fin de abordar el problema que genera el fuego o el incendio y poder hacerle frente, nos hemos dado cuenta de que en un incendio intervienen por regla general una serie de factores:

 

1.    Combustible que debe encontrarse por regla general en estado de vapor o gaseoso o en los menos casos en estado incandescente.

 

2.    Oxígeno u otro comburente que se mezcla con el combustible en un fenómeno de difusión.

 

3.    La mezcla referida en el apartado anterior requiere una temperatura o energía de activación para que se produzca la combustión.

 

4.    No se originará una sola combustión sino que progresivamente se van generando sucesivas combustiones, en forma de reacción en cadena.

 

De una manera gráfica se puede representar por un tetraedro, en el que cada cara corresponda a cada una de los factores que acabamos de señalar.

 

Cuando se trata de un sólido incandescente, no interviene el cuarto factor, es decir, la reacción en cadena; la representación gráfica es un triángulo, en el que cada uno de los lados corresponde a los factores: combustible y carburante u oxígeno del aire, y temperatura e energía de actuación

 

 

Clases de Fuego: Tipos de Combustibles

En la naturaleza nos encontramos diferente materias que responden ante el fuego de forma distinta. Unos pocos  actuarán como comburentes y la gran mayoría se comportarán como combustibles.

 

Los materiales se presentan en tres estados: sólido, líquido y gaseoso. En función del estado físico de los materiales combustibles definen los tipos de fuegos que nos podemos encontrar:

 

1)   Clase A: Combustibles sólidos

 

2)   Clase B: Combustibles líquidos

 

3)   Clase C: Combustibles gaseosos

 

4)   Clase D: Materiales con un comportamiento especial

 

Los materiales tienen unas propiedades intrínsecas ante el calor, para cuantificarlas se han definido una serie de parámetros que nos van a determinar la actuación del combustible y la evaluación ante el incendio:

 

Comportamiento de los Sólidos ante el calor.

Dentro de los parámetros que tenemos que considerar con relación al fuego, comenzaremos hablando sobre:

 

Calor específico y densidad

Tanto el calor específico como la densidad son dos parámetros característicos de los materiales que definen el calentamiento de un material ante el contacto o proximidad de una fuente de calor.

 

El calor específico se define como la cantidad de calor que necesita la unidad de masa de un material para aumentar 1º C su temperatura.

 

La densidad es la cantidad de masa por unidad de volumen.

 

Factor de forma y distribución de la masa del material

Se ha definido "factor de forma" a la relación entre la superficie exterior del material y el volumen que ocupa el mismo. Cuanto mayor sea este parámetro más peligroso será el material, en cuanto a su posibilidad de ignición.

 

Temperatura de Autoignición y Pirólisis

Según se ha explicado anteriormente, si un material se encuentra a la temperatura de pirólisis o superior se descompone en iones, creándose una atmósfera inflamable, es decir, que con una pequeña fuente de calor comienza a arder. A la temperatura de autoignición, la superficie del material comenzará a arder. Cuanto menores sean estas temperaturas, mayor grado de peligrosidad presentará el material.

 

Poder calorífico y Carga térmica

Cuando un material comienza a arder, genera calor. El poder calorífico es la cantidad de calor generada por cada kilogramo de material combustible. La carga térmica sería la cantidad de calor desarrollada por todo el material si se quemase totalmente.

 

Coeficiente de Dilatación

Los cuerpos cuando se calientan se dilatan aumentando sus dimensiones.

 

Conductividad Térmica

En términos vulgares podríamos definirla como la velocidad con que se transmite el calor a través de la masa del material.

 

Comportamiento de los Líquidos ante el calor.

De forma similar a lo analizado en el comportamiento de los sólidos ante el calor, se comienza el presente epígrafe definiendo algunas de las principales características de los líquidos:

 

Punto de Inflamación

Temperatura del líquido combustible a partir del cual éste comienza a emitir vapores, cuya concentración en el aire, es el límite inferior de inflamabilidad.

 

En función del punto de inflamación podemos clasificar los líquidos en:

 

a)   Líquidos inflamables: Es el líquido cuyo punto de inflamación es inferior a 38 ºC.

 

b)   Líquido combustible: Es el líquido cuyo punto de inflamación es superior a 38ºC.

 

Punto Estequiométrico

Temperatura a la que el líquido genera una concentración de vapores en las inmediaciones de su superficie que ante una pequeña fuente de calor origina una velocidad de propagación de las llamas tan rápida que supera la velocidad del sonido, se produce entonces una "detonación".

 

Límite Inferior de Inflamabilidad

Se define como el porcentaje de concentración de vapor en aire, a partir del cual con una mínima fuente de calor comienza a arder la mezcla vapor-aire.

 

Límite Superior de Inflamabilidad

Es la concentración en volumen de vapor en aire a partir de la cual la mezcla de vapor -aire no arde, al aproximar un foco de calor o llama.

 

Detectores de gases

Dispositivos para medir la concentración de vapor en la atmósfera. Una atmósfera se considera no peligrosa cuando su concentración en el aire es inferior al 60 % del límite inferior de inflamabilidad.

 

Dilatación de un líquido

Al calentar un líquido y elevarse su temperatura, la fase líquida aumenta su volumen y habrá muchas más moléculas que adquieran la energía suficiente para pasar al estado de vapor. Si aportamos el calor suficiente para que el líquido alcance la temperatura de ebullición, inmediatamente después de haber absorbido el calor latente de evaporación, se transforma directamente en gas. El volumen de la masa de gas es muchísimo más grande que la misma masa correspondiente al líquido. En el caso concreto del agua, es 1700 veces mayor. A la temperatura de ebullición los vapores emanados por el líquido ejercen una presión sobre las paredes del recipiente de 1 atmósfera, un ejemplo de ello es el agua cuando adquiere la temperatura de 100º en un recipiente a presión que ejerce 1 atmósfera de presión sobre las paredes interiores del recipiente; si aumenta la temperatura del líquido la presión ejercida por los vapores será superior que la presión atmosférica.

 

Poder calorífico

Es la cantidad de calor que se cede al exterior cuando entra en combustión. Se expresa en Kca/Kg o en Kcal/m3. Se suele hablar de poder calorífico superior: cuando el combustible no tiene agua y no hay pérdidas de calor debido a  la evaporación del agua.

 

Poder calorífico Inferior

Cuando parte del calor es absorbido por el agua del combustible para su evaporación.

 

Comportamiento de los Gases ante el calor

Antes de realizar una clasificación de los gases, previamente estudiaremos con más detenimiento su comportamiento en función de sus variables de estado: presión, volumen y temperatura.

 

Temperatura crítica de un gas

Se define como la temperatura por encima de la cual ya no puede licuarse  un gas.

 

Presión crítica

Es la presión necesaria, a la temperatura crítica, que se debe comprimir el gas para licuarlo.

 

A continuación se realizaremos la clasificación de los gases:

 

a)   Gases Comprimidos: Se encuentran en el interior de un recipiente a cierta presión superior a la atmosférica, en estado gaseoso. La temperatura crítica es inferior a - 10 ºC.

 

b)   Gases Licuados: Son los que están en el interior del recipiente a una presión superior a la atmosférica, en estado líquido y vapor. La temperatura crítica es superior a - 10ºC.

 

c)    Gas Criogénico: Es un gas licuado cuya temperatura de ebullición es inferior a - 40ºC.

 

d)   Gases Disueltos a Presión: Existen ciertos gases que se disuelven muy bien dentro de un líquido, por ejemplo, el amoniaco disuelto en agua; acetileno disuelto en acetona.

 

Origen del Incendio. Fuentes de Ignición.

Las estadísticas nos indican que los incendios son ocasionados por:

 

§       Llamas abiertas: en un 27%. Cuando mencionamos "llamas abiertas" nos estamos refiriendo a chispas provocadas por el contacto de máquinas herramientas manuales o no que hacen operaciones de cortado, desbastado, pulido, etc., con las piezas o material a conformar. También concierne a arcos de soldadura eléctrica, llamas de sopletes o de quemadores de combustibles o mecheros industriales.

 

§       Superficies calientes: Fricción y contacto con superficies calientes en un 24%. Se produce una fricción cuando un material combustible se calienta ante el contacto con un elemento giratorio en movimiento. Cuanto mayor sea el número de revoluciones o velocidad del elemento móvil mayor transformación en calor se producirá. Otra fuente de calor que se considera en este apartado son los aparatos de caldeo o tuberías con fluido caliente.

 

§       Origen eléctrico: en un 22%. La fuente de ignición, en este caso, puede ser el calentamiento de una instalación eléctrica provocada por un cortocircuito o una sobrecarga. En ciertas situaciones en atmósferas con vapores o gases inflamables se han originado incendios por arcos procedentes de electricidad estática. Un cortocirucito se produce, cuando las partes activas de los conductores eléctricos entran en contacto, provocando, una circulación de corriente elevada que a su vez genera un calentamiento tan fuerte que origina la ignición de la vaina aislante envolvente del conductor. Este contacto entre los dos conductores suele ocurrir, precisamente como consecuencia del deterioro de las envolventes aislantes.

 

Otra situación muy frecuente es la acumulación en un mismo aplique de varias conexiones de receptores eléctricos, esto trae consigo un calentamiento en el punto de enlace que provoca el deterioro del material del aplique y de los enchufes, y posteriormente del aislante envolvente de las conducciones eléctricas. Así mismo, ante un exceso de potencia provoca un calentamiento de la instalación eléctrica , esto se denomina sobrecarga.

 

§       Utensilios de fumadores: Con este título no sólo nos estamos refiriendo a cigarrillos o cerillas encendidas, sino también a todos los utensilios de fumadores, más concretamente a los mecheros, pipas mal apagadas.

 

§       Orden y limpieza: aproximadamente el 10%. La suciedad puede ser origen de un incendio al acumularse grasa o polvo en superficies calientes, elementos de máquinas en movimiento, en circuitos eléctricos, o en otra forma de energía.

 

§       Ignición espontánea: en un 8%. Sabemos que el carbón en contacto con la humedad provoca un calentamiento espontáneo del mismo. Así mismo, un trapo empapado de grasa en aceite se va calentando con el transcurso del tiempo. También se han producido siniestros al entrar en reacción dos sustancias incompatibles entre sí.

 

§       Actos vandálicos: en un 1%. En los últimos años, es frecuente los incendios provocados.

 
TRANSMISIÓN Y PROPAGACIÓN DEL CALOR

Existen tres formas de propagación del calor que son:

 

Conducción

Se transmite a través de un cuerpo sólido cuando existe variación de temperatura entre distintos puntos del mismo, cuanto mayor sea la diferencia de temperatura más calor se transmitirá.

 

Los buenos conductores del calor tienden a desprenderse del mismo. Es muy frecuente en edificios, encontrarnos con estructuras de acero; si un pilar de acero adquiere la temperatura de 500º C, pierde sus propiedades mecánicas, no aguanta el peso que tiene que soportar y la estructura se derrumba. Por ello, las estructuras de acero se suelen proteger con materiales aislantes.

 

La madera transmite muy mal el calor. Cuando se prende un tronco de madera se suele quemar superficialmente. Si a ese tronco lo impregno de agua, será muy difícil que arda. Sucederá lo mismo si empapo de agua un material textil.

 

Convección

Se denomina a la transmisión del calor a través del movimiento de fluídos.

 

Radiación

El calor se transmite sin ningún medio o soporte material a través de ondas electromagnéticas en el espacio que transportan paquetes de energía térmica.

 

Existe una cuarta forma de transmisión del calor, por desplazamiento de partículas incandescentes; es frecuente que al calentarse o quemarse las partículas de un combustibles sólido o líquido desprendan o salten partículas sólidas o líquidas incandescentes, como consecuencia de tensiones o sobrepresiones internas.

 

protección contra incendios. Protección Pasiva.

Introducción

Con la protección pasiva se pretende conseguir, mediante el diseño y comportamiento de los elementos constructivos ante el fuego, la ventilación del edificio y la geometría del mismo, evitar al propagación del incendio y garantizar la vida de las personas.

 

Un edificio generalmente está constituido por:

 

Estructura

Es el esqueleto del edificio, tiene como misión la de sustentación y apoyo de las demás partes del mismo. Es un conjunto constituido por vigas, pilares y forjados, cerchas, celosías y muros de carga.

 

La característica principal que se le exige es que sea capaz de soportar el peso del resto del edificio, así como las solicitaciones procedentes del exterior.

 

Ante un fuego, la estructura no debe perder su función y sus características durante un periodo de tiempo razonable para que se puedan evacuar a los ocupantes al exterior, y puedan intervenir adecuadamente los Servicios de Extinción de Incendios.

 

Cerramientos

Su misión principal es la de separación de unas zonas con respecto a otras o del edificio con relación al exterior.

 

Denominamos cerramientos a las paredes, puertas, ventanas, techos, falsos techos, sellados, compuertas, tapas y cubiertas. Tenemos que distinguir las que tienen, además, una función de soporte de cargas, con respecto al resto.

 

Acabados

Tienen una función decorativa y de confort. Cuando hablamos de acabados nos referimos a los solados, alicatados, enlucidos y pintados de paredes y a otra clase de revestimientos de las mismas, así como elementos decorativos de recubrimientos de techos y suelos.

 

Bajo el punto de vista preventivo y de protección contra un incendio, se pretende que tales elementos no favorezcan el desarrollo del incendio incrementando su carga térmica y los gases tóxicos, o actuando de forma propagadora transmitiendo las llamas y el calor a lugares alejados y a otros combustibles.

 

 

Resistencia al fuego

Ante el fuego, sería necesario, que los distintos elementos constructivos de carácter estructural y de cerramiento mencionados anteriormente, mantuviesen las propiedades que afectan a la función que han sido destinados y no incrementen el peligro de propagación del incendio. Para ello, se les exigen una serie de características, ante su comportamiento con el fuego. Estas características son las siguientes:

 

a)   Su aptitud en cuanto a su resistencia mecánica, capacidad de soporte de cargas durante un tiempo determinado.

 

b)   Su impedimento al paso de las llamas o gases calientes a través del propio elemento constructivo, durante un lapso de tiempo concreto.

 

c)    La no admisión de gases inflamables por la cara no expuesta al fuego.

 

d)   Como aislante térmico, impidiendo el crecimiento de la temperatura en las distintas secciones del elemento en un período de tiempo específico.

 

De acuerdo con las características anteriores los materiales se clasifican:

  • Estabilidad al fuego (EF).

  • Parallamas (PF).

  • Resistencia al fuego (RF).

 

La Norma UNE 23.026-80 proporciona las definiciones de los anteriores conceptos, y que a continuación se resumen:

 

Estabilidad al fuego (EF):

Aptitud del elemento constructivo, portante o no, de permanecer inalterado en su función mecánica bajo la acción del fuego por un determinado periodo de tiempo.

 

Estanqueidad al fuego:

Aptitud de un elemento de construcción de impedir el paso de las llamas o gases calientes a través de él, por un determinado período de tiempo.

 

Parallamas (PF):

Propiedad de un elemento de construcción de asegurar simultáneamente: Estabilidad, Estanqueidad y No emisión de gases inflamables.

 

Resistencia al fuego (RF):

Aptitud de un elemento de construcción de conservar durante un tiempo determinado: Estabilidad, Estanqueidad, Aislamiento térmico, No emisión de gases inflamables.

 

 

Grado de reacción al fuego de los materiales  

Un material de acabado o de decoración puede contribuir al desarrollo del incendio, ante su inflamación y propagación a otros lugares alejados donde se encuentren combustibles. Por ello es necesario conocer el comportamiento del material constructivo como combustible, como generador del riesgo de incendio, al margen de su función dentro del conjunto.

 

Cuando un material arde o se calienta, se consume, es decir, se produce una pérdida de masa del material, y por otro lado, genera calor favoreciendo el desarrollo del incendio o provocando su propagación al calentar otros materiales combustibles.

 

 

Los materiales se han clasificado, de acuerdo con la norma UNE 23 727 - 80 en las siguientes categorías según su Grado de Reacción al fuego:

  • M0 Incombustible.

  • M1 Combustible, No Inflamable

  • M2 Poco Inflamable

  • M3 Moderadamente Inflamable

  • M4 Medianamente Inflamable,

  • Material no Clasificable.

 

La propia norma UNE referida nos indica los criterios de clasificación de los materiales, conforme a una serie de ensayo, en los que se valoran el tiempo hasta el inicio de la ignición, el tiempo de persistencia y altura de la llama y su velocidad de propagación.

 

Todos los materiales tendrán que ser probados con los ensayos correspondientes a la clasificación a M1. Si las muestras de los materiales hubieran superado los mismos, serán ensayados para ser clasificado como M0, según el ensayo de No Combustibilidad recogido en la Norma UNE 23102 - 90.