INCENDIOS DE INTERIOR
SOBREALIMENTADOS, UN COMPORTAMIENTO EXTREMO DEL FUEGO POCO CONOCIDO
GENERALIDADES
Los incendios de interior
representan uno de los servicios de mayor complejidad y riesgo para los
bomberos. Aparte de las dificultades que provocan el humo, las altas
temperaturas y el desconocimiento de los edificios, en ocasiones los bomberos se
ven sorprendidos por ciertos fenómenos violentos que comprometen gravemente su
seguridad. Según la bibliografía existente dichos fenómenos son el Flashover,
el Backdraft y la Explosión de gases de incendio [1] [2] [3]. Todos ellos están
asociados a fases del incendio en las que hay deficiencia de oxígeno y se dice
que constituyen el Comportamiento Extremo del Fuego.
Fig.1. Organización propuesta para el desarrollo de los incendios de
interior.
Sin embargo hay otro grupo de
efectos que suelen superar en violencia a los ya conocidos y que están
asociados al establecimiento de ventilaciones forzadas en los incendios de
interior. En bomberos de Valencia hemos estudiado este tipo de incendios comprobando
que los equipos de extinción los padecen con mucha mayor frecuencia que el resto
de fenómenos. Para ello se han utilizado tres métodos: el análisis de incendios
reales, la simulación computacional y los ensayos a escala en maquetas. Nos
referiremos a ellos como Incendios de Interior Sobrealimentados (Figura 1).
Fig.2. Potencia emitida por los diferentes fenómenos violentos de los
incendios.
1. INCENDIOS
SOBREALIMENTADOS:
Un incendio de interior en fase
postflashover, o totalmente desarrollado, tiene su potencia limitada
principalmente por la cantidad de aire que pueda entrar, de forma natural, a
través de las aberturas exteriores del edificio. A mayor tamaño de las
aberturas mayor potencia desarrollará el fuego. Si en esa fase del incendio se
produce una entrada forzada de aire directamente al fuego y una salida de los
humos y los gases por otro extremo, el incendio comenzará a crecer de forma
rápida aumentando tanto la tasa de emisión de calor como la temperatura de las
llamas (Figura 2). Lo que ocurrirá es que se pasa de una combustión por
difusión, donde los gases del incendio arden en la zona donde encuentran el
aire, a una combustión por premezcla donde los gases se combinan
turbulentamente con el aire que entra y arden de forma completa.
Fig.3. Efectos que desencadenan un incendio sobrealimentado
Las cuatro situaciones identificadas
que pueden desencadenar este comportamiento del fuego en el interior de los
edificios son:
- La utilización no adecuada de
ventiladores de presión positiva por parte de los bomberos.
-
La ventilación forzada por efecto de
la convección de gases por los huecos verticales de los edificios (escaleras y
deslunados) (Figura 3).
-
El viento (Figura 3).
-
Las fugas de oxígeno puro
(industrias y hospitales)
Para que un fenómeno se pueda definir
como “Comportamiento extremo del fuego” necesita que se produzca un salto
importante de la potencia y un aumento considerable de las temperaturas de
manera que pueda poner en riesgo a los bomberos. Esas condiciones se cumplen en
los incendios sobrealimentados por lo que deberían de estar incluidos en este
grupo de fenómenos (Figura 4).
Fig.4. Clasificación propuesta para los fenómenos violentos producidos en
los incendios de interior.
2. SALTO DE POTENCIA
El incremento de la potencia puede
ser de más de 1 megavatio por segundo según se demuestra en los ensayos
realizados por el NIST [4]. No será un salto de corta duración como el
Backdraft o la Explosión de gases de incendio sino que una vez producido se
mantendrá de forma constante hasta el inicio de la extinción.
Fig.5. Salto de potencia en un incendio sobrealimentado obtenido mediante
simulación de incendios.
En cuestión de segundos se puede
pasar de unos 3 o 5 megavatios, que se suelen generar en un incendio totalmente
desarrollado en el interior de un local, a más de 20 o 30 megavatios (Figura 5).
La clave de este salto de potencia
está en el aumento de la tasa de combustión o velocidad con la que se consume
el combustible. El efecto es el mismo que se produce cuando abrimos al máximo
la compuerta en una estufa de leña y provocamos que el fuego se avive y que la
madera se consuma rápidamente.
3. AUMENTO DE
TEMPERATURAS
Al producirse una combustión
completa, debido a que el fuego dispone de todo el oxígeno que necesita, las
temperaturas aumentan de forma importante.(Figura 6)
Fig. 6. Salto de temperaturas en un incendio sobrealimentado obtenido en un
ensayo a escala.
Se generará menos humo debido a que los
gases de pirolisis y la carbonilla arden completamente aportando toda su energía
a la combustión. Este efecto se comprueba en la llama de un oxicorte cuando se
abre el oxígeno o en la de un mechero bunsen cuando se permite la entrada de
aire.
4. DISTRIBUCIÓN
DE LOS GASES
En un incendio de interior lo
habitual es que el humo se acumule en la zona superior del local formando un
colchón de gases calientes. Esto permite que los bomberos puedan aproximarse al
fuego por la parte inferior donde las temperaturas de los gases son mucho más
bajas. Sin embargo en un incendio sobrealimentado, debido a las turbulencias
que se producen y al incremento de volumen de las llamas, no habrá espacio de
supervivencia a lo largo del recorrido de los gases calientes por donde entrar
a realizar la extinción (Figura 7).
Fig.7. Distribución de las temperaturas en el interior de un incendio
sobrealimentado.
Otros efectos característicos de los Incendios sobrealimentados
son:
- Mayor superficie de elementos
constructivos afectados por las altas temperaturas ya que las llamas pueden
circular por el interior del edificio, al contrario que en los incendios post-flashover
donde las llamas se exteriorizan. Este efecto provoca un mayor riesgo de
colapso de estructuras.
- Aumento de la velocidad de los gases
en algunas zonas interiores del edificio debido a la aplicación de ecuación de
continuidad de los flujos y que dificultará la extinción.
- Imposibilidad de ataque al incendio
por los métodos habituales como las técnicas de extinción 3D, y los ataques
directos e indirectos.
Las técnicas de extinción que hay
que utilizar para abordar este tipo de incendios son diferentes a las que se suelen
usar y entre otras serán:
- Localización y cierre de las aberturas
por las que entra el aire, por medio de cortinas de control u otros métodos.
- Ataque directo con agua pulverizada
desde la zona de entrada de aire.
- Ataque directo desde butrones realizados
en los cerramientos.
- Táctica defensiva protegiendo
ciertas partes del edificio y esperando a que baje la intensidad del fuego debido
al aumento de la tasa de combustión.
CONCLUSIONES:
La Ingeniería del Fuego del futuro
tendrá mucho más en cuenta los efectos del viento y los de los flujos
interiores inducidos tanto en el estudio de la dinámica del fuego como en el
diseño de los sistemas de control de temperatura y evacuación del humo en los
edificios. Con los métodos de cálculo tradicionales no se podrán plantear
soluciones a estos problemas y habrá que hacerlo necesariamente con técnicas de
modelado computacional de igual forma que se viene haciendo en otras ramas de
la ciencia como en la meteorología, la astrofísica, la biología, etc.
REFERENCIAS
[1] Enclosure Fire Dynamics. Björn
Karlsson. James G. Quintiere.
[2] An introduction to Fire
Dynamics. Dougal Drysdale. University of Edinburg, UK
[3] Enclosure fires. Lars-Göran
Bengtsson. Räddnings Verket. Swedish
Rescue Services Agency
[4] Fire Fighting Tactics Under Wind
Driven Fire Conditions. NIST TN 1629 & NIST TN 1618 Stephen Kerber. Daniel
Madrzykowski.
[5] Extreme fire behavior. Standard
Operative Guidelines (SOG)
[6] Wind Driven (Forced Draft)
Building Fires. Paul Grimwood. Firetactics.com
[7] Wind Driven Fires. Ed.Hartin.
Compartment Fire Behavior Training (CFBT-US)
