Combustión: tipos, velocidad de propagación y clasificación de incendios

Resumen

El documento explica qué es la combustión como reacción de oxidación exotérmica y sus resultados (gases, calor, llama y humo). Describe los tipos de combustión según su velocidad, distinguiendo deflagración y detonación, y clasifica los incendios según el combustible, el foco, el tamaño y el lugar donde se desarrollan. Incluye además las características de los combustibles líquidos: puntos de ignición, combustión e inflamación, y las condiciones necesarias para que un líquido arda.

Puntos clave

La combustión es una reacción de oxidación exotérmica entre un combustible y un comburente que necesita energía de activación.
Las combustiones se clasifican en lentas, rápidas y muy rápidas o instantáneas (explosión).
La deflagración se propaga a menos de 340 m/s, la velocidad del sonido; la detonación, a más de esa velocidad.
Los fuegos se clasifican en clases A (sólidos), B (líquidos), C (gases), D (metales combustibles) y E (equipos eléctricos bajo tensión).
Según su tamaño, un incendio es pequeño (menos de 4 m²), mediano (4 a 10 m²), grande (10 a 100 m²) o de envergadura (más de 100 m²).
Para que arda un líquido se necesitan una temperatura superior al punto de ignición, una mezcla aire-vapor dentro de los límites de inflamabilidad y una energía de activación suficiente.

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Química Orgánica 2

La combustión es una reacción de oxidación entre un cuerpo combustible y un cuerpo comburente, que necesita una cierta energía de activación. Es siempre exotérmica. Puede analizarse desde dos puntos de vista: como reacción deseada o como reacción indeseada.

Resultados de la combustión: Gases, Calor (conducción, convección, radiación y contacto directo de la llama), Llama, Humo.

Tipos de Combustión

Combustiones lentas: se producen sin emisión de luz y con poca emisión de calor.
Combustiones rápidas: se producen con fuerte emisión de luz y de calor, con llamas.
Combustiones muy rápidas o instantáneas: la emisión de calor se produce de forma tan rápida en un volumen pequeño, que no se puede disipar el calor y se produce una explosión.

Según la velocidad de propagación del frente en llamas se subclasifican en:

Deflagración: si esta es menor que la velocidad del sonido (340 m/s); por ejemplo, la combustión de vapores de líquidos inflamables disueltos en el aire.
Detonación: si la velocidad de propagación del frente de llamas es mayor que la velocidad del sonido.

Clasificación de los Incendios

Según la naturaleza del combustible

Fuegos de clase A: son los producidos o generados por combustibles sólidos, tales como madera, carbón, paja, tejidos, y, en general, materiales carbonáceos. Retienen el oxígeno en su interior, formando brasas (fuegos profundos).
Fuegos de clase B: son los producidos por combustibles líquidos, tales como gasolinas, querosenos, gasóleos, aceites, o aquellos que son sólidos a temperatura ambiente pero que a la temperatura de ignición son líquidos, tales como asfaltos, parafinas, etc. Solamente arden en su superficie, que está en contacto con el oxígeno del aire.
Fuegos de clase C: son los producidos por sustancias gaseosas, tales como propano, butano, metano, gas ciudad.
Fuegos de clase D: son los producidos por metales combustibles, tales como magnesio, uranio, aluminio en polvo, sodio, etc. No debe utilizarse agua para su extinción, pues reaccionan violentamente con ella.
Fuegos de clase E: en este grupo quedan incluidos todos los combustibles que arden en presencia de cables o equipos eléctricos bajo tensión.

Según el foco en el que se produce el fuego

Foco Plano: predomina el plano horizontal sobre la vertical, y la disposición del producto que arde no origina ángulos muertos para la observación directa del incendio desde cualquier punto próximo (por ejemplo, el incendio de una charca o un derrame de líquidos combustibles).
Foco vertical: el incendio se manifiesta en varios planos horizontales o inclinados y verticales, o varias zonas en combustión quedan ocultas a la observación directa desde cualquier punto.
Foco alimentado: el incendio, plano o vertical, es mantenido por la aportación de combustibles procedentes de depósitos no alcanzados por el fuego, tales como pozos, tuberías, etc.

Según su tamaño

Pequeño: es aquel cuya superficie activa en llamas es menor de 4 m².
Mediano: la superficie en llamas es de 4 a 10 m².
Grande: la superficie en llamas es de 10 a 100 m².
De envergadura: hay más de 100 m² de superficie en la que las llamas alcanzan alturas superiores a la diagonal media de la superficie horizontal.

Según donde se desarrollan

Interiores: tienen lugar en el interior de los recintos y no han llegado a manifestarse al exterior, y, dado el poco aporte de oxígeno, tienden a consumir el contenido en el interior del local afectado y el de los propios materiales en combustión, que convertidos en brasas no producen abundante humo ni gases calientes, creándose una presión elevada de gases tóxicos y combustibles.
Exteriores: son aquellos incendios con manifestación visible de llamas al exterior por los productos del interior que están ardiendo o por haberse propagado a los productos del exterior u originado en estos últimos, y ser abastecidos por el aire libre. Son también aquellos que en su origen son interiores y que se manifiestan a través de huecos como ventanas, puertas, aperturas de ventilación.

Características de los Combustibles Líquidos

Punto de ignición: temperatura mínima a la cual el líquido emite una cantidad suficiente de vapor capaz de inflamarse en contacto con una llama, pero incapaz de mantenerse ardiendo.
Punto de combustión (fire point): temperatura mínima a la cual el líquido emite una cantidad suficiente de vapor capaz de inflamarse en contacto con una llama y mantenerse ardiendo hasta que se consuma el combustible.
Punto de inflamación o autoignición: temperatura a la cual el líquido emite vapores que se inflaman espontáneamente bajo la acción del calor, sin necesidad de contacto con ninguna llama o chispa.

Para que se incendie un líquido:

Una temperatura mayor que el punto de ignición.
Una mezcla aire-vapor con una concentración situada entre los límites inferior y superior de inflamabilidad.
Una energía de activación que suministre una temperatura mayor que la del punto de autoignición.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre deflagración y detonación?

La deflagración es una combustión cuyo frente de llamas avanza a menos de la velocidad del sonido (340 m/s), como la de vapores inflamables en el aire. En la detonación, el frente de llamas se propaga a una velocidad superior a la del sonido.

¿Qué tipo de fuego es un incendio de metales como el magnesio?

Es un fuego de clase D, producido por metales combustibles como magnesio, uranio, aluminio en polvo o sodio. No debe usarse agua para extinguirlo, porque reacciona violentamente con ella.

¿Qué diferencia hay entre el punto de ignición y el punto de combustión?

El punto de ignición es la temperatura mínima a la que el líquido emite vapor que se inflama con una llama, pero no se mantiene ardiendo. El punto de combustión es la temperatura en la que el vapor se inflama y sigue ardiendo hasta consumir el combustible.