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Curso de inducción 20071 Academia Nacional de Bomberos Módulo 02 Química del fuego.

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1 Curso de inducción Academia Nacional de Bomberos Módulo 02 Química del fuego

2 Curso de inducción Objetivos de Capacitación Lección 1 Al finalizar esta lección el participante será capaz de: 1. Citar los 4 estados de la materia 2. Definir densidad de los gases y densidad de los líquidos 3. Explicar los conceptos de calor y temperatura 4. Definir el término fuego.

3 Curso de inducción Energía y materia. Energía: Se define como la capacidad de realizar una fuerza. Energía: Se define como la capacidad de realizar una fuerza. Trabajo: Cuando se aplica una fuerza a lo largo de una distancia. Trabajo: Cuando se aplica una fuerza a lo largo de una distancia.

4 Curso de inducción Tipos de energía Mecánica: Energía que posee un objeto en movimiento. Mecánica: Energía que posee un objeto en movimiento. Eléctrica: Se desarrolla cuando los electrones pasan por un conductor. Eléctrica: Se desarrolla cuando los electrones pasan por un conductor. Nuclear: Energía que se libera cuando los átomos se separan o se unen. Nuclear: Energía que se libera cuando los átomos se separan o se unen.

5 Curso de inducción Estados de la energía Energía cinética Energía cinética Es la que posee un objeto en moviento. Es la que posee un objeto en moviento. Energía potencial Energía potencial Es la energía que posee un objeto y puede liberarse en el futuro. Es la energía que posee un objeto y puede liberarse en el futuro.

6 Curso de inducción Calor y temperatura Calor Calor Es la energía que se transfiere de un cuerpo a otro cuando las temperaturas de los cuerpos son diferentes. Es la energía que se transfiere de un cuerpo a otro cuando las temperaturas de los cuerpos son diferentes. Temperatura Temperatura Es un indicador del calor y se utiliza como medida para determinar hasta qué punto un objeto está frío o caliente, basándose en un a norma. Es un indicador del calor y se utiliza como medida para determinar hasta qué punto un objeto está frío o caliente, basándose en un a norma.

7 Curso de inducción Materia Definición de materia: Es toda la sustancia que conforma el universo. Definición de materia: Es toda la sustancia que conforma el universo. Se puede describir según su aspecto físico (masa, tamaño o volúmen) Se puede describir según su aspecto físico (masa, tamaño o volúmen) Estados de la materia: Sólido, líquido o gaseoso). Estados de la materia: Sólido, líquido o gaseoso). Otras características: color y olor. Otras características: color y olor.

8 Curso de inducción Factores que determinan el estado de la materia. Presión. Presión. Temperatura. Temperatura. Ejemplo: Olla de presión, el punto de ebullición aumenta a medida que se incrementa la presión del recipiente. Ejemplo: Olla de presión, el punto de ebullición aumenta a medida que se incrementa la presión del recipiente.

9 Curso de inducción Estado gaseoso Tiende a ocupar odo el espacio disponible. Tiende a ocupar odo el espacio disponible. Los enlaces entre moléculas son muy débiles (poca energía). Los enlaces entre moléculas son muy débiles (poca energía). Lo movilidad de las partículas y su capacidade de difusión son grandes. Lo movilidad de las partículas y su capacidade de difusión son grandes. Los combistibles en estado gaseoso pueden ser los más peligrosos ya que están en el estado necesario para la ignición Los combistibles en estado gaseoso pueden ser los más peligrosos ya que están en el estado necesario para la ignición

10 Curso de inducción Densidad de vapor Es la relación del peso de un gas o vapor desprendido por un líquido, con respecto al aire. Es la relación del peso de un gas o vapor desprendido por un líquido, con respecto al aire. Densidad del aire es 1. Densidad del aire es 1. Peso molecular de la sustancia Densidad de vapor: Peso molecular de aire (29)

11 Curso de inducción Ejemplos Sustancia Peso molecular Densidad de vapor Gasolina – 4 G.L.P Hidrógeno Acetileno

12 Curso de inducción Estado líquido Enlaces entre las partículas relativamente fuertes. Enlaces entre las partículas relativamente fuertes. Menos capacidad de movilidad y difusión limitada a su tensión superficial. Menos capacidad de movilidad y difusión limitada a su tensión superficial. Tendencia a adquirir la forma del recipiente. Tendencia a adquirir la forma del recipiente. Requiere de un proceso previo para la ignición (vaporización). Requiere de un proceso previo para la ignición (vaporización).

13 Curso de inducción Densidad de los líquidos Tambien conocido como gravedad específica. Tambien conocido como gravedad específica. Es la relación que existe entre un líquido y el agua. Es la relación que existe entre un líquido y el agua.

14 Curso de inducción Coeficiente superficie - volumen Como una característica del líquido cuando se derrama, es que adopta la forma del suelo (plano), fluye y se acumula en áreas bajas, cuando está en un recipiente, el volumen especifico del líquido tiene un coeficiente de superficie – volumen relativamente bajo, al derramarse el coeficiente aumenta significativamente, su vaporización es mayor, debido a que el combustible tiene mayor contacto con una fuente de calor y con el aire.

15 Curso de inducción Estado sólido Enlaces entre partículas muy fuertes. Enlaces entre partículas muy fuertes. Capacidad de movilidad de partículas prácticamente nula. Capacidad de movilidad de partículas prácticamente nula. Tiene forma propia y definida. Tiene forma propia y definida. Para que un sólido desprenda vapores es necesario que se la Pirólisis, que es la descomposición química de una sustancia por efecto del calor. Para que un sólido desprenda vapores es necesario que se la Pirólisis, que es la descomposición química de una sustancia por efecto del calor.

16 Curso de inducción Coeficiente superficie - masa Mientras la masa del material combustible se distribuya más su superficie, mayor contacto con el aire y la energía calórica tendrá.

17 Curso de inducción Factor de posición real La posición de un combustible sólido, también afecta la forma en que arde. La posición de un combustible sólido, también afecta la forma en que arde. Si está en posición vertical, la expansión del fuego será más rápida que si está en posición horizontal. Si está en posición vertical, la expansión del fuego será más rápida que si está en posición horizontal.

18 Curso de inducción Definición de fuego Es una reacción de el material combustible con el oxígeno del aire, generando un fenómeno de luz y calor.

19 Curso de inducción Otras definiciones Proceso de combustión suficientemente intenso como para emitir calor y luz. Proceso de combustión suficientemente intenso como para emitir calor y luz. Es una reacción química de materiales combustibles y oxígeno, causada por el calor. Es una reacción química de materiales combustibles y oxígeno, causada por el calor. Oxidación rápida con desprendimiento de luz y calor. Oxidación rápida con desprendimiento de luz y calor.

20 Curso de inducción Objetivos de Capacitación Lección 2 Al finalizar esta lección el participante será capaz de: 1. Explicar las 5 fases del incendio. 2. Mencionar los 4 elementos para que se produzca la combustión 3. Indicar las 5 clases de fuegos. 4. Mencionar los 4 productos de la combustión. 5. Identificar los 3 métodos de tranferencia de calor.

21 Curso de inducción Objetivos de Capacitación Lección 2 6. Citar los factores que afectan el desarrollo del fuego. 7. Mencionar los 4 métodos de extinción del fuego 8. Explicar los límites de inflamabilidad

22 Curso de inducción Elementos del tetraedro del fuego AGENTE OXIDANTE CALOR AGENTE REDUCTOR Rx QUÍMICA EN CADENA

23 Curso de inducción Elementos del tetraedro del fuego Agente reductor (combustible): Cualquier sustancia que pueda experimentar combustión. Agente reductor (combustible): Cualquier sustancia que pueda experimentar combustión. Agente oxidante: En la mayoría de los casos es el oxígeno de la atmósfera terrestre. Se pueden producir incendios en ausencia del oxígeno atmosférico. Agente oxidante: En la mayoría de los casos es el oxígeno de la atmósfera terrestre. Se pueden producir incendios en ausencia del oxígeno atmosférico.

24 Curso de inducción Elementos del tetraedro del fuego Calor: Forma de energía que se produce con el movimiento de las moléculas de un cuerpo a otro. Calor: Forma de energía que se produce con el movimiento de las moléculas de un cuerpo a otro. Reacción química en cadena: Disociación del combustible en partículas más pequeñas. El H, O, C y OH son radicales libres, se trata de moléculas incompletas y activadas a nivel de energía elevado. Si se elimina uno de ellos no puede continuar el fuego. Reacción química en cadena: Disociación del combustible en partículas más pequeñas. El H, O, C y OH son radicales libres, se trata de moléculas incompletas y activadas a nivel de energía elevado. Si se elimina uno de ellos no puede continuar el fuego.

25 Curso de inducción Productos de la combustión. Humo. Humo. Llama. Llama. Calor. Calor. Gases inflamables. Gases inflamables.

26 Curso de inducción Clasificación del fuego Clase A: Fuego de materiales combustibles sólidos ( madera, tejidos, papel, goma, etc.). Para su extinción requieren de enfriamiento, o sea se elimina el componente temperatura. Clase B: Fuego de líquidos combustibles (pinturas, grasas, solventes, naftas, etc.). Se apagan eliminando el aire, o interrumpiendo la reacción en cadena. Clase C: Fuego de equipos eléctricos bajo tensión. El agente extintor no debe ser conductor de la electricidad. Una vez desconectado el aparato se lo puede apagar con extintores para fuegos tipo A o B.

27 Curso de inducción Clasificación del fuego Clase D: Fuego de ciertos metales combustibles (magnesio, titanio, zirconio, sodio, potasio, etc.). Requieren extintores especiales. Clase K: Fuego de aceites vegetales (ejemplo: aceite de cocina). Requieren extintores especiales.

28 Curso de inducción Transferencia de calor El calor fluye desde un cuerpo más caliente hasta uno más frío, hasta que los dos alcanzen la misma temperatura. El calor fluye desde un cuerpo más caliente hasta uno más frío, hasta que los dos alcanzen la misma temperatura. El calor se transmite de un lugar a otro de tres maneras diferentes: El calor se transmite de un lugar a otro de tres maneras diferentes: Conducción Conducción Convección Convección Radiación Radiación

29 Curso de inducción Conducción Es la forma que tiene el calor para propagarse por los sólidos.

30 Curso de inducción Convección Las moléculas calientes de un líquido o de un gas tienden a elevarse, mientras que las moléculas frías descienden. Las moléculas calientes de un líquido o de un gas tienden a elevarse, mientras que las moléculas frías descienden. Se forman corrientes, llamadas de convección que transportan el calor a otras partes. Se forman corrientes, llamadas de convección que transportan el calor a otras partes.

31 Curso de inducción Radiación Es la transferencia de energía a través del espacio por medio de ondas electromagnéticas en igual proporcion a todas las direcciones. Es la transferencia de energía a través del espacio por medio de ondas electromagnéticas en igual proporcion a todas las direcciones.

32 Curso de inducción Límites de inflamabilidad Todos los materiales inflamables y combustibles tienen dos límites de inflamabilidad Todos los materiales inflamables y combustibles tienen dos límites de inflamabilidad Límite inferior (LI) Límite inferior (LI) Límite superior (LS) Límite superior (LS)

33 Curso de inducción Límite inferior Límite inferior Se refiere al porcentaje mínimo de vapor – aire, por debajo del cual no se enciende. Se refiere al porcentaje mínimo de vapor – aire, por debajo del cual no se enciende. Se considera una mezcla demasiado pobre Se considera una mezcla demasiado pobre Límite superior Límite superior Es el porcentaje máximo por encima del cual, una mezcla de vapor – aire no enciende. Es el porcentaje máximo por encima del cual, una mezcla de vapor – aire no enciende. Es una mezcla demasiado rica. Es una mezcla demasiado rica. Cuando la mezcla está entre este rango, se tiene las condiciones óptimas para la oxidación. Cuando la mezcla está entre este rango, se tiene las condiciones óptimas para la oxidación.

34 Curso de inducción Fases del incendio Ignición Ignición Crecimiento Crecimiento Flashover Flashover Incendio totalmente desarrollado Incendio totalmente desarrollado Decrecimiento Decrecimiento

35 Curso de inducción Fases del incendio

36 Curso de inducción Factores que afectan el desarrollo de los incendios Tamaño, número y organización de las aberturas de ventilación. Tamaño, número y organización de las aberturas de ventilación. Volumen del compartimiento Volumen del compartimiento Las propiedades térmicas de los cierres del compartimiento. Las propiedades térmicas de los cierres del compartimiento. Tamaño, la composición y la ubicación del paquete de combustible que se enciende primero. Tamaño, la composición y la ubicación del paquete de combustible que se enciende primero.

37 Curso de inducción Teoría de extinción Reducción de la temperatura (enfriamiento). Reducción de la temperatura (enfriamiento). Supresión del combustible (eliminando el combustible). Supresión del combustible (eliminando el combustible). Dilución de oxígeno. Dilución de oxígeno. Inhibición de la reacción química en cadena. Inhibición de la reacción química en cadena.

38 Curso de inducción Reducción de la temperatura El método más común de extinción es el enfriamiento con agua. El método más común de extinción es el enfriamiento con agua. Consiste en bajar la temperatura de un combustible hasta un punto donde no produzca vapores para arder. Consiste en bajar la temperatura de un combustible hasta un punto donde no produzca vapores para arder. El enfriamiento con agua no reduce la producción de vapor para extinguir incendios en los que intervengan líquidos con puntos de ignición bajos y gases inflamables. El enfriamiento con agua no reduce la producción de vapor para extinguir incendios en los que intervengan líquidos con puntos de ignición bajos y gases inflamables.

39 Curso de inducción Supresión del combustible La fuente del combustible puede suprimirse deteniendo el flujo del combustible líquido o gaseoso, o suprimiendo el combustible sólido en el camino del incendio. La fuente del combustible puede suprimirse deteniendo el flujo del combustible líquido o gaseoso, o suprimiendo el combustible sólido en el camino del incendio. Otro método es dejar que un incendio arda hasta que todo el combustible se consuma. Otro método es dejar que un incendio arda hasta que todo el combustible se consuma.

40 Curso de inducción Dilución del oxígeno. El contenido de oxígeno se puede reducir inundando un área con un gas inerte, como el dióxido de carbono. El contenido de oxígeno se puede reducir inundando un área con un gas inerte, como el dióxido de carbono. También se puede saparar el oxígeno del combustible, por medio de una capa de espuma. También se puede saparar el oxígeno del combustible, por medio de una capa de espuma.

41 Curso de inducción Inhibición de la reacción química en cadena. Algunos agentes químicos secos y halones, interrumpen la reacción de combustión y detienen las llamas. Algunos agentes químicos secos y halones, interrumpen la reacción de combustión y detienen las llamas. Es efectivo para combustibles gaseosos y líquidos que deben tener llama para arder. Es efectivo para combustibles gaseosos y líquidos que deben tener llama para arder. No se recomienda para incendios incandescentes. No se recomienda para incendios incandescentes.

42 Curso de inducción Objetivos de Capacitación Lección 3 Al finalizar esta lección el participante será capaz de: 1. Definir los fenómenos de flashover, backdraft, boild over y bleve. 2. Establecer la diferencia entre líquidos inflamables y líquidos combustibles.

43 Curso de inducción Combustión súbita generalizada (flashover) Transición rápida al estado donde todas las superficies de los materiales contenidos en un compartimiento se ven involucrados en un incendio.

44 Curso de inducción Combustión súbita generalizada (flashover)

45 Curso de inducción Combustión súbita generalizada (flashover)

46 Curso de inducción Explosión por flujo reverso (backdraft) Explosión por flujo reverso (backdraft) Si el suministro de aire en el recinto se restinge, el oxígeno del interior se irá consumiendo, lo que produce un incremento en la temperatura y las llamas a apagarse, sin embargo no se reduce la cantidad de gases inflamables. Si el suministro de aire en el recinto se restinge, el oxígeno del interior se irá consumiendo, lo que produce un incremento en la temperatura y las llamas a apagarse, sin embargo no se reduce la cantidad de gases inflamables. Si se realiza una apertura en el compartimiento que permita el ingreso de aire, se formará una mezcla explosiva, la cual puede encendierse debido a la temperatura del recinto. Si se realiza una apertura en el compartimiento que permita el ingreso de aire, se formará una mezcla explosiva, la cual puede encendierse debido a la temperatura del recinto.

47 Curso de inducción Rebosamiento en incendios de líquidos combustibles (boild over) Expulsión violenta y repentina de una porción o todo el petróleo crudo en el tanque, debido a la ebullición. Expulsión violenta y repentina de una porción o todo el petróleo crudo en el tanque, debido a la ebullición. Cuando un tanque de petroleo está encendido, se forma una onda convectiva de calor que desciende aproximadamente a 1 metro por hora. Cuando un tanque de petroleo está encendido, se forma una onda convectiva de calor que desciende aproximadamente a 1 metro por hora. Cuando la onda convectiva de calor entra en contacto con agua decantada, produce una súbita transformación a vapor dando lugar al rebosamiento del contenido del tanque. Cuando la onda convectiva de calor entra en contacto con agua decantada, produce una súbita transformación a vapor dando lugar al rebosamiento del contenido del tanque.

48 Curso de inducción Rebosamiento en incendios de líquidos combustibles (boild over)

49 Curso de inducción Condicines fundamentales para que se produzca un bolid over Incendio total de un tanque con voladura del techo Incendio total de un tanque con voladura del techo Presencia de agua en estratos o capas del combustible o en el fondo del tanque. Presencia de agua en estratos o capas del combustible o en el fondo del tanque. Desarrollo de la onda convectiva de calor, intercambio de capas frías por capas calientes. Desarrollo de la onda convectiva de calor, intercambio de capas frías por capas calientes.

50 Curso de inducción Explosión de un líquido en ebullición de un recipiente (BLEVE) Boiling Expansion Vapor Explosion Boiling Expansion Vapor Explosion Líquido confinado en un recipiente, el cual es capaz de generar vapores al calentarse (gases licuados). Líquido confinado en un recipiente, el cual es capaz de generar vapores al calentarse (gases licuados). Se encuentran a temperartura superior del punto de ebullición y una presión superior a la de vapor a temperatura ambiente. Se encuentran a temperartura superior del punto de ebullición y una presión superior a la de vapor a temperatura ambiente. Si se produce una pérdida de presión en la fase gaseosa, el líquido se evapora, para conseguir el equilibrio. Si se produce una pérdida de presión en la fase gaseosa, el líquido se evapora, para conseguir el equilibrio. Si se calienta la fase líquida, aumenta la presión del vapor. Si se calienta la fase líquida, aumenta la presión del vapor.

51 Curso de inducción Condiciones para que se produzca el BLEVE Que la fase líquida esté sobrecalentada. Que la fase líquida esté sobrecalentada. Descenso brusco de presión en la fase gas. Descenso brusco de presión en la fase gas. Que se dan las condiciones de presión y temperatura para producir una evaporación instantánea de toda la fase líquida. Que se dan las condiciones de presión y temperatura para producir una evaporación instantánea de toda la fase líquida.

52 Curso de inducción Líquidos inflamables y líquidos combustibles Se clasifican de acuerdo a su punto de inflamación. Se clasifican de acuerdo a su punto de inflamación. Líquidos inflamables Líquidos inflamables Son los que tienen el punto de inflamación inferior a 37.8°C. Son los que tienen el punto de inflamación inferior a 37.8°C. Líquidos combustibles Líquidos combustibles Tienen el punto de inflamación superior a 37.8°C. Tienen el punto de inflamación superior a 37.8°C.

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