Monografía Investigación de Incendios en Vehículos- Extracto

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El fuego y el calor
Sumario
1.1. El tetraedro del fuego
1.2. Reacciones químicas
1.3. Transmisión del calor
INVESTIGACIÓN DE INCENDIOS EN VEHÍCULOS
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Capítulo
1
Desde el punto de vista de la investigación de las causas y orígenes de los incendios, una combustión es un
proceso térmico en el que se produce una reacción con desprendimiento de calor (exotérmica), entre un
combustible y un comburente, bajo determinadas condiciones que permiten o favorecen esa reacción.
1.1. EL TETRAEDRO DEL FUEGO
Para que se produzca el fuego deben darse a la vez cuatro factores, que son los que componen el denominado
tetraedro del fuego:
• Combustible: Es toda
aquella sustancia que
puede arder, de tipo
sólido, líquido o
gaseoso.
• Comburente: Es el
agente gaseoso de la
atmósfera que permite
la combustión y
desarrolla la oxidación.
Tetraedro del fuego
• Calor: Toda sustancia
debe adquirir calor para
su ignición y, por lo tanto, para comenzar la combustión.
• Reacciones en cadena: Resultan
necesarias para el desarrollo del incendio.
Si en la reacción no existiera alguno de los
componentes de este tetraedro, no se originaría el
incendio o se extinguiría en poco tiempo, ya que
cualquiera de ellos es imprescindible.
La relación estequiométrica entre los reactivos,
es decir, entre el combustible y el comburente, debe
cumplir unos límites, fuera de los cuales no se
produciría la reacción y, por tanto, no tendría lugar
la combustión.
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EL FUEGO Y EL CALOR
Combustible sólido
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1.2.1. Reacción química automantenida
La combustión es un conjunto complejo de reacciones químicas que producen la oxidación rápida de un
combustible, dando lugar a calor, luz y a distintos subproductos químicos. La oxidación lenta, como la de los
metales, produce tan poco calor que no da lugar a combustión. La combustión automantenida se origina cuando
la cantidad de calor procedente de una reacción exotérmica es radiada otra vez hacia el combustible, generando
vapores y la ignición, en ausencia de la fuente original de ignición.
La combustión de los sólidos se puede producir mediante dos mecanismos: las llamas y las brasas. La
combustión con llama tiene lugar en la fase gaseosa o de vapor de un combustible. En los combustibles sólidos y
líquidos, esta fase se produce por encima de su superficie. La combustión por brasas o sin llama es un fenómeno
de combustión superficial con combustibles sólidos, que libera menos calor y no produce llama visible. Los
incendios por brasas sufren con frecuencia una transición a combustión con llama, una vez que se alcanza la
energía total suficiente o aparece una corriente de aire que acelere la combustión.
1.3. TRANSMISIÓN DEL CALOR
La transmisión de calor es un factor determinante en los incendios, puesto que afecta a la ignición, desarrollo,
propagación, disminución (reducción de la energía liberada) y extinción.
Es importante distinguir entre calor y temperatura:
• Temperatura es una medida que expresa el grado de actividad molecular de un material en
comparación con un punto de referencia, como el de congelación del agua.
• Calor es la energía necesaria para mantener o variar la temperatura de un objeto. Cuando se
transmite energía calorífica a un objeto, su temperatura aumenta. Cuando ese objeto transmite
calor, su temperatura disminuye.
En un fuego, el calor se transmite siempre desde una masa a alta temperatura a otra a baja temperatura. La
transmisión de calor se mide en términos de cantidad de energía por unidad de tiempo (Btu/s o kilowatios). Cuanto
mayor sea la diferencia de temperatura entre los objetos, mayor energía se transmitirá por unidad de tiempo y
mayor será la velocidad de transmisión del calor.
La transmisión del calor se realiza mediante tres mecanismos: conducción, convección y radiación.
Los tres desempeñan un papel en la investigación de un incendio.
a) Conducción
Conducción es la forma de transmisión del calor que tiene lugar en los sólidos cuando se calienta una parte
de un objeto. La energía se transmite desde la zona caliente hasta la fría, a una velocidad que depende de la
diferencia de temperatura y de las propiedades físicas del material. Estas propiedades son su conductividad
térmica (K) su densidad (ρ) y su capacidad calorífica (C).
Si la conductividad térmica (K) es alta, también lo es la velocidad de transmisión de calor a través del material.
Los metales tienen alta conductividad térmica, mientras que en los plásticos o el vidrio es baja. Si K y C son iguales,
los materiales de mayor densidad (ρ) conducen el calor más rápido que los de menor densidad. Por eso, los
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EL FUEGO Y EL CALOR
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• El combustible secundario alimenta y hace evolucionar y crecer el incendio. Como combustibles
secundarios van a actuar todos aquellos materiales que pueden arder, no sólo aquellos en los que se
originó el incendio.
En un vehículo se pueden encontrar tres tipos de combustible: líquido, gaseoso y sólido.
• Combustibles líquidos
Existe un número muy elevado de
combustibles líquidos en un vehículo;
combinados con una fuente de calor
pueden producir un incendio. En
cualquier caso, aunque no ocasionen
directamente el incendio, con toda
seguridad intervendrán en su evolución.
Para que se produzca la combustión
es necesario que el líquido se gasifique.
Por lo tanto, el peligro de ignición es
mayor en aquellos líquidos cuya
ebullición sea más rápida o a menor
temperatura.
Los líquidos inflamables más comunes
en los vehículos son la gasolina, el
gasóleo, el líquido de frenos, el aceite del
motor y del cambio, etc.
Vehículo con el depósito de gasolina ardiendo
PROPIEDADES DE LOS LÍQUIDOS INFLAMABLES
Líquido
Gasolina
Diésel (fuel oil #2)
Líquido de frenos
Aceite de servodirección
Aceite de motor
Aceite de caja
de cambios
Aceite de transmisión
automática
Etilenglicol
(anticongelante)
Propilenglicol
(anticongelante)
Metanol
14
Punto de
inflamación
Temperatura
de ignición
ºC
ºC
%
%
-45 a -40
38-62
99-288
175-180
200-280
257-280
254-260
99-288
360->382
340-360
1.4
0.4
n/a
1.0
1.0
7.6
7.0
n/a
7.0
7.0
150-270
>382
1.0
7.0
150-280
330->382
1.0
7.0
110-127
398-410
3.2
15.3
93-107
371-421
2.6
12.5
11-15
464-484
6.0
36.0
ELEMENTOS COMBUSTIBLES EN LOS VEHÍCULOS
Límite de inflamabilidad
Inferior
Superior
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3
Origen del incendio en
vehículos
Sumario
3.1. Naturaleza del incendio
3.2. Fuentes de calor en un vehículo
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3.2.1. Llama directa
La llama directa puede originarse por una cerilla o un mechero en el interior del habitáculo de pasajeros o en
el carburador en vehículos alimentados de esta forma (cada vez más escasos y sustituidos por los sistemas de
inyección).
3.2.2. Fricción
Dos superficies en contacto, con rozamiento,
producen calor, por lo que resulta imprescindible
que este calor se disipe convenientemente para
evitar el aumento de la temperatura.
Esta fricción se da entre una correa y una polea
o, a veces, cuando una pieza se desprende sobre
una correa y se produce el rozamiento entre ambas.
3.2.3. Chispas
Incendio con origen en el calentamiento de la correa del motor
Las chispas de origen mecánico son partículas
incandescentes causadas por el rozamiento entre
dos superficies metálicas.
Estas chispas pueden generarse al rozar el
acero con el pavimento, alcanzando temperaturas
superiores a los 1.200 ºC.
El magnesio también es un metal cuyas chispas
pueden producir un foco de ignición, a diferencia
del aluminio, cuyo roce con el asfalto genera
chispas que no son posibles focos de ignición.
Incendio provocado por el rozamiento contra el asfalto
3.2.4. Superficies calientes
El sistema de escape de un vehículo dispone de una serie de conductos
metálicos que, en contacto con los gases de escape, se calientan hasta
temperaturas extremas, pudiendo hacer arder a algunos de los
combustibles del vehículo.
El colector de escape, el silenciador y el catalizador son elementos a los
que se debe prestar una atención máxima. De hecho, la superficie exterior
de estas piezas puede alcanzar temperaturas superiores a los 300 ºC.
Escape y silenciador
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Ensayos de componentes
y análisis de vehículos
incendiados
Sumario
4.1. Ensayos de componentes de
vehículos.
4.2. Toma de datos en un vehículo
incendiado.
4.3. Análisis del lugar del incendio.
4.4. Análisis del vehículo incendiado.
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ELEMENTO:
Mazo de cables
VEHÍCULO:
Peugeot 306 cabrio
DESCRIPCIÓN DE LAS PRUEBAS
Prueba 1
Conectamos el mazo de cables a una batería en circuito.
Posteriormente, seccionamos dicho mazo para comprobar su estado, cómo se ha sobrecalentado y su
afectación interna. Comprobamos el estado de los elementos circundantes afectados.
Prueba 2
Se somete a llama directa a un grupo de cuatro cables de diferentes espesores hasta que arde su superficie
plástica de protección e, incluso, hasta que se ha carbonizado y desprendido el cable.
Se han calentado con lamparilla de gas, sobrepasando los 200 ºC con llama directa.
CARACTERÍSTICAS DEL ELEMENTO
La energía eléctrica debe ser transportada entre los diferentes aparatos receptores por medio de conductores
que opongan la menor resistencia posible al paso de la corriente y, así mismo, la protejan de roces y humedades. Normalmente, estos cables son de cobre, recubiertos con un material aislante.
El grosor de los cables vendrá determinado en función de su tensión de trabajo: cables de baja y de
alta tensión.
Existe una normativa de obligado cumplimiento que exige la adecuada protección exterior de los cables
eléctricos contra la humedad, el barro y, fundamentalmente, contra golpes:
a) Tubos de goma y caperuzas que amortigüen debidamente los golpes.
b) Tubos de plástico flexibles que protejan los cables expuestos a una mayor suciedad, como por
ejemplo, los cables que suministran corriente a los faros, que pasan por debajo del guardabarros.
Es necesario, para el correcto funcionamiento del cableado, cumplir las precauciones indicadas por el fabricante del vehículo y realizar el control adecuado para asegurar el buen estado del cableado.
El mazo de cables de la prueba está en buen estado y protegido en conducción plástica.
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