Diapositivas Resumidas de La Norma 106-SHPC (Extintores de polvo químico seco).

...

Cubeta invertida atrapando La cubeta invertida se baja, los productos de 1a combus­ haciendo descender el di6xido ti6n de di6xido de carbono de carbono sobre la llama de de la llama. la cera en combustion. :i i II. jll.. 1 ! ;IIIIii" i I 1\ I , J II

Vela en combusti6n libre Vela ·auto-extiolijuida

FIGURA 1.4.1 Combustion en llamas (izquierda) y extinci6n (derecha) de una vela de cera por sus propios productos de la combustion

temperatura elevadapara producir c,ilor tan nipidamente como se disipa, de manera que la zbflade reaccion nD se enma. Si se hac.e algo jJ~ra miistomJ:u: esteequilibrio' de ca1or,'como antroducir Un agente refrigerante, es posiblequese extinga lacombustion. No es necesario que el refrigerante elimine el calor tan rapidamente como se genera, porque la zona de combustion en el incendio ya esta perdiendo algo de calor hacia el entorno mas fresco. En algunos cas os, se necesita solamente una pequefia perdida adicional de calor para inclinar 1a balanza hacia la extinci6n (vease la FIgura 7.3 en Friedman!). La extincion puede lograrse mediante e1 enfriamiento de (I) la zona de combustion gaseosa 0 (2) el combustible s6lidoo ·iiql~Td~.-E~elliltiIIlo caso, efenfriaillfe~to-eVlt

H+O -+OH

y

8imilares reacciones en cadena ocurren en cualquier especie que contenga hldrogeno. EI hldrogeno estii presente en la gran mayoria de combustibles, excepto en los metales y el carbona puro.

CAPiTULO 4 • Teoria de la extinci6n del fuego 1-49

OH+O

OH+H L

Resullado neto: H + 3H 2 + O2 ----.... 2H20 + 3H

FIGURA 1.4.2 Mecanismode reacci6n en cadena en fa llama de hidr6geno-oxigeno

La capacidad de losiitomos de hidr6geno de multiplicarse riipidamente en una llamadepende, entonces, de la temperatura predominante en la llama, que es modificada por la perdida de calor 0 por los gases inertes, llevandola as! ala .extinci6n. Los atomos de hidr6geno u otras especies activas tambien pueden eliminarse de la llama por medios puramente quimicos, es decir, por la introducci6n de una espeeie capaz de inhibiei6n quimica, la eual se diseutini mas adelante en este capitulo. En conseeuencia, haydos maneras fundamentales de reducir la mtensidad de la combusti6n en una llama y finalmente causar la extinci6n:

1. Reduciendo la temperatura de la llama 2. Afiadiendo un inhibidor quimico para que interfiera con la reacci6n en cadena

Consideremos el efeeto de adicionar nitr6geno a una mezcIa combustible de vapory aire. Supongamos que el vapor combustible es metano, CH4• La figura 1.4.3 muestra que si se agrega aproximadamente mas de 35 por ciento de nitr6geno adicional a una mezcla de 9,5 por ciento de metano-aire a 25°C, la mezc1a resultante no es inflamable. Esta no-inflarnabilidad es causada por la reducci6n de la temperatura de la llama de aproximadamente 1900°C a aproximadamente 1 200°C, porque el nitr6geno agregado absorbe el calor. Pero, (,por que no puede la llama de arder cuando BU temperatura es menor de 1200°C? Esto no es totalmente comprensible. Si tuvieramos una llama ideal, ardiendo en un Iugar sin campo gravitacional (ej., en una estaci6n espacial), y tambien con una perdida insignificante de calor radiante se cree que todavia habria un lfmite de inflamabilidad, causado por la competencia entre las reacciones quimicas de bifureaci6n en cadena y ruptura en cadena. Se sabe que las reacciones de bifurcaci6n en cadena son mueho mas sensibles a la temperatura que las reacciones de ruptura en cadena; por consiguiente, las reacciones de ruptura en cadena dominaran por debajo de la temperatura critica y ya no podni arder la llama. Sin embargo, una llama real, en la tierra, estarii en un campo gravitacional, y cuando la disoluci6n de la llama reduce la velocidad de combustion a un valor menor que los movi

mientosde conveccion libre(flotabilidad) de la region en combustion rodeada por gases mas frios, entonces la superficie en llamas sera "separada" y desestabilizada, provocando la extincion. Otro efecto es la perdida de calor radiante de la llama hacia la peri feria, que puede causar inestabilidad cuando la velocidad de perdida de calor se convierte en una fracci6n suficiente de la velocidad de generaci6n de calor. La importancia relativa de los varios efectos para diferentes llamas no ha sido totalmente establecida todavfa. Para fines pnlcticos, :Be puede confiar en los limites medidos de inflamabilidad. N6tese tambien en laFigura 1.4.3 que una mezcla metanoaire"nitrogeno-a9;5·porciemo-se-puede-volverno·inflamable agregando no solamente nitrogeno sino tambien aire 0 metano adicional. Estas adiciones provocarian un exceso de uno de los reactivos y, por consiguiente, la disoluci6n y reducci6n de la temperatura de la llama. La discusi6n anterior sobre timites de inflamabilidad se aplica a la combustion premezclada, 0 combusti6n de una mezcla uniforrne de combustible y aire y posiblemente un tercer componente. Este es frecuentemente el caso de las explosiones, pero los incendios son generalmente llamas de difusi6n y no llamas pre

16

12

No inflamable

10

8

6

N6 inflamable

C (J) E ::>

C

> (J) '0 (J) 'm E (J) f: 0 .s 0 c 1ll ~

4

2

% CH4 +%Air + % N2 = 100%

OL-----~------~------~----~------~ o 10 20 30 40 50

Nitr6geno agregado (porcenlaje de volumen)

FIGURA 1.4.3 Lfmites de inflamabi/idad de varias mezclas de metano-aire-nitr6geno a 25'" C Y 1 atm (Fuente: Zabetakis)

I

r-~~~~-~~~~~~~~~~~~~~~-~~~-~~~~~-----~~~~~~~~~~~~~~-~ ~~~-~~~--~-~~~~ ~~~~~~~

1-50 SECCION 1 • Principios de/fuego ycienciadelfuego

mezcladas. Es decir que se esm vaporizando un combustible