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TEMARIO QUIMICA DEL FUEGO PARA BOMBEROS
Resumen temas combustión pdf.
1. Tipos de reacciones en incendios.
2. Ignición provocada y auto ignición.
3. Explosiones en incendios.
4. Límites de inflamabilidad.
5. Punto de inflamación.
6. Catalizadores, inhibidores y contaminantes.
7. Materiales estables e inestables.
2. Ignición provocada y auto ignición.
3. Explosiones en incendios.
4. Límites de inflamabilidad.
5. Punto de inflamación.
6. Catalizadores, inhibidores y contaminantes.
7. Materiales estables e inestables.
• La combustión es una reacción exotérmica autoalimentada con presencia de un combustible en fase sólida, liquida y/o gaseosa. La combustión de una fase gaseosa generalmente se produce con llama visible. Una combustión confinada con una súbita elevación de presión, constituye una explosión.
1. Tipos de reacciones en incendios
• Las reacciones oxidantes relacionadas con los incendios son exotérmicas, el calor es uno de sus productos.
• Una reacción de oxidación exige la presencia de un material combustible y de un agente oxidante.
• Combustible es toda sustancia que no ha alcanzado su máximo estado de oxidación. La posibilidad de oxidar más a un material depende de sus propiedades químicas: cualquier material formado principalmente por Carbono e Hidrógeno, puede ser oxidado.
El oxígeno del aire es el material oxidante mas frecuente. El Oxigeno constituye aproximadamente la quinta parte del aire, y el Nitrógeno las cuatro quintas partes restantes.
• Reacciones endotérmicas: Procesos químicos que involucran la absorción de energía de su alrededor en forma de calor.
• Reacciones exotérmicas: Procesos químicos que involucran la generación de energía en forma de calor hacia sus alrededores. Al contrario de las reacciones endotérmicas, este tipo de reacciones generan calor cuando se llevan a cabo.
• Una reacción de oxidación exige la presencia de un material combustible y de un agente oxidante.
• Combustible es toda sustancia que no ha alcanzado su máximo estado de oxidación. La posibilidad de oxidar más a un material depende de sus propiedades químicas: cualquier material formado principalmente por Carbono e Hidrógeno, puede ser oxidado.
El oxígeno del aire es el material oxidante mas frecuente. El Oxigeno constituye aproximadamente la quinta parte del aire, y el Nitrógeno las cuatro quintas partes restantes.
• Reacciones endotérmicas: Procesos químicos que involucran la absorción de energía de su alrededor en forma de calor.
• Reacciones exotérmicas: Procesos químicos que involucran la generación de energía en forma de calor hacia sus alrededores. Al contrario de las reacciones endotérmicas, este tipo de reacciones generan calor cuando se llevan a cabo.
2. Ignición provocada y auto ignición
• La ignición constituye el fenómeno que inicia la combustión autoalimentada.
• Ignición provocada: la ignición producida al introducir una pequeña llama externa, chispa o brasa incandescente, constituye la ignición provocada. Si no la provoca un foco externo, se denomina auto ignición.
• Temperatura de ignición: la temperatura mínima que necesita alcanzar una sustancia para inflamarse. La temperatura de auto ignición de una sustancia es mucho mayor que la temperatura de ignición provocada.
Iniciada la ignición, continuará hasta consumir todo el combustible u oxidante existente, o hasta que las llamas se apaguen por enfriamiento, por disminución del número de moléculas excitadas o por otras causas.
• Ignición autoalimentada (en general) puede tener lugar sólo en situaciones capaces de mantener la combustión autoalimentada.
• La reacción con llama, en la mayoría de los combustibles sólidos y líquidos, comienza en fase de vapor o gas.
La mayoría de los sólidos y líquidos necesitan previamente una cantidad de energía térmica suficiente para convertir parte del combustible en vapor y producir una mezcla combustible en fase gaseosa.
• Temperatura de ignición provocada: la temperatura mínima del sólido o líquido que producirá una mezcla combustible cerca de la superficie del combustible.
Esta temperatura mínima se denomina temperatura de ignición provocada, dado que necesitamos un agente externo que provoque la ignición de la mezcla gaseosa. En los líquidos inflamables, se denomina temperatura de inflamación.
La temperatura necesaria para provocar la ignición de sólidos y líquidos puede estar condicionada por: el caudal de aire (oxidante); el grado de calentamiento; tamaño y forma del sólido o líquido.
Las temperaturas de ignición de las mezclas gaseosas depende de la composición, presión ambiente, volumen de la mezcla, forma del recipiente y la naturaleza y energía del agente que provoca la ignición.
Las temperaturas de auto ignición de los líquidos y gases inflamables dependen, entre otras variables de: de la forma y lugar del espacio donde tiene lugar la ignición; del grado y duración del calentamiento; de la clase y temperatura de la fuente de ignición; de los efectos catalíticos o de otra clase ejercidos por materiales que pueden estar presentes.
• Ignición provocada: la ignición producida al introducir una pequeña llama externa, chispa o brasa incandescente, constituye la ignición provocada. Si no la provoca un foco externo, se denomina auto ignición.
• Temperatura de ignición: la temperatura mínima que necesita alcanzar una sustancia para inflamarse. La temperatura de auto ignición de una sustancia es mucho mayor que la temperatura de ignición provocada.
Iniciada la ignición, continuará hasta consumir todo el combustible u oxidante existente, o hasta que las llamas se apaguen por enfriamiento, por disminución del número de moléculas excitadas o por otras causas.
• Ignición autoalimentada (en general) puede tener lugar sólo en situaciones capaces de mantener la combustión autoalimentada.
• La reacción con llama, en la mayoría de los combustibles sólidos y líquidos, comienza en fase de vapor o gas.
La mayoría de los sólidos y líquidos necesitan previamente una cantidad de energía térmica suficiente para convertir parte del combustible en vapor y producir una mezcla combustible en fase gaseosa.
• Temperatura de ignición provocada: la temperatura mínima del sólido o líquido que producirá una mezcla combustible cerca de la superficie del combustible.
Esta temperatura mínima se denomina temperatura de ignición provocada, dado que necesitamos un agente externo que provoque la ignición de la mezcla gaseosa. En los líquidos inflamables, se denomina temperatura de inflamación.
La temperatura necesaria para provocar la ignición de sólidos y líquidos puede estar condicionada por: el caudal de aire (oxidante); el grado de calentamiento; tamaño y forma del sólido o líquido.
Las temperaturas de ignición de las mezclas gaseosas depende de la composición, presión ambiente, volumen de la mezcla, forma del recipiente y la naturaleza y energía del agente que provoca la ignición.
Las temperaturas de auto ignición de los líquidos y gases inflamables dependen, entre otras variables de: de la forma y lugar del espacio donde tiene lugar la ignición; del grado y duración del calentamiento; de la clase y temperatura de la fuente de ignición; de los efectos catalíticos o de otra clase ejercidos por materiales que pueden estar presentes.
3. Explosiones en incendios
• Las explosiones se producen en situaciones donde el combustible y el agente oxidante se mezclan íntimamente antes de la ignición.
En consecuencia, la reacción de la combustión progresa con gran rapidez al no existir la necesidad previa de mezcla.
Si se confinan gases premezclados, su tendencia a la expansión durante la combustión, puede provocar una súbita elevación de la presión y dar lugar a una explosión.
Los incendios generalmente se producen en situaciones en que la mezcla de combustible y oxidante se controla por el propio proceso de combustión. Como resultado, la velocidad de combustión por unidad de volumen es muy inferior y no se produce el rápido aumento de presión que caracteriza a las explosiones.
Para que surja la ignición, la concentración de combustible en cada atmósfera oxidante tiene que ser la adecuada. Una vez iniciada ésta, necesita la aportación continuada de combustible – oxidante para que continúe la combustión.
En los casos de gases, vapores, nieblas formadas por pequeñas gotas de líquido, espumas o polvos sólidos (todos ellos combustibles), la atmósfera formada puede contener mezclas de dos clases: mezclas homogéneas (uniformes) y heterogéneas (no uniformes).
La mezcla homogénea es la formada por componentes mezclados de manera íntima y uniforme de modo que una pequeña muestra representa la totalidad de la mezcla.
La composición de la mezcla homogénea inflamable fluctúa entre los límites de la inflamabilidad del gas o vapor, niebla, espuma o polvo combustible, contenido en la atmósfera del lugar, a presión y temperatura determinada.
En consecuencia, la reacción de la combustión progresa con gran rapidez al no existir la necesidad previa de mezcla.
Si se confinan gases premezclados, su tendencia a la expansión durante la combustión, puede provocar una súbita elevación de la presión y dar lugar a una explosión.
Los incendios generalmente se producen en situaciones en que la mezcla de combustible y oxidante se controla por el propio proceso de combustión. Como resultado, la velocidad de combustión por unidad de volumen es muy inferior y no se produce el rápido aumento de presión que caracteriza a las explosiones.
Para que surja la ignición, la concentración de combustible en cada atmósfera oxidante tiene que ser la adecuada. Una vez iniciada ésta, necesita la aportación continuada de combustible – oxidante para que continúe la combustión.
En los casos de gases, vapores, nieblas formadas por pequeñas gotas de líquido, espumas o polvos sólidos (todos ellos combustibles), la atmósfera formada puede contener mezclas de dos clases: mezclas homogéneas (uniformes) y heterogéneas (no uniformes).
La mezcla homogénea es la formada por componentes mezclados de manera íntima y uniforme de modo que una pequeña muestra representa la totalidad de la mezcla.
La composición de la mezcla homogénea inflamable fluctúa entre los límites de la inflamabilidad del gas o vapor, niebla, espuma o polvo combustible, contenido en la atmósfera del lugar, a presión y temperatura determinada.
4. Límites de inflamabilidad
• Los límites de inflamabilidad: Son los límites máximo y mínimo de la concentración de un combustible dentro de un medio oxidante, por lo que la llama, una vez iniciada, continúa propagándose a presión y temperatura especificadas.
Por ejemplo: las mezclas aire – hidrógeno, permiten la propagación de la llama si la concentración de hidrógeno se encuentra entre el 4 y el 74% en volumen, 21 grados centígrados y a presión atmosférica.
La cifra menor, es el límite mínimo (mezcla pobre), y la mayor, el límite máximo (mezcla rica) de la inflamabilidad.
Al aumentar la temperatura de la mezcla, se ensancha el margen de inflamabilidad; al disminuir la temperatura, el margen se estrecha.
Al variar la temperatura, la mezcla inflamable puede dejar de serlo al quedar situada por encima o por debajo de los límites de inflamabilidad, según las condiciones ambientales.
Si los combustibles líquidos están en equilibrio con sus vapores en el aire, cada combustible presenta una temperatura mínima por encima de la cual hay vapor en cantidad suficiente para formar una mezcla inflamable de vapor – aire. Así mismo, hay una temperatura máxima por encima de la cual la concentración del vapor combustible es demasiado elevada para propagar la llama.
Estas temperaturas se denominan temperaturas mínima y máxima de inflamación en el aire. Si las temperaturas son inferiores a la temperatura mas baja de inflamación, el vapor del combustible en la fase gaseosa no es suficiente para permitir la inflamación homogénea.
Las temperaturas de inflamación de un líquido combustible aumentan al hacerlo la presión ambiente.
Por ejemplo: las mezclas aire – hidrógeno, permiten la propagación de la llama si la concentración de hidrógeno se encuentra entre el 4 y el 74% en volumen, 21 grados centígrados y a presión atmosférica.
La cifra menor, es el límite mínimo (mezcla pobre), y la mayor, el límite máximo (mezcla rica) de la inflamabilidad.
Al aumentar la temperatura de la mezcla, se ensancha el margen de inflamabilidad; al disminuir la temperatura, el margen se estrecha.
Al variar la temperatura, la mezcla inflamable puede dejar de serlo al quedar situada por encima o por debajo de los límites de inflamabilidad, según las condiciones ambientales.
Si los combustibles líquidos están en equilibrio con sus vapores en el aire, cada combustible presenta una temperatura mínima por encima de la cual hay vapor en cantidad suficiente para formar una mezcla inflamable de vapor – aire. Así mismo, hay una temperatura máxima por encima de la cual la concentración del vapor combustible es demasiado elevada para propagar la llama.
Estas temperaturas se denominan temperaturas mínima y máxima de inflamación en el aire. Si las temperaturas son inferiores a la temperatura mas baja de inflamación, el vapor del combustible en la fase gaseosa no es suficiente para permitir la inflamación homogénea.
Las temperaturas de inflamación de un líquido combustible aumentan al hacerlo la presión ambiente.
5. Punto de inflamación
Es la temperatura más baja que necesita un líquido contenido en un recipiente abierto para emitir vapores en proporción suficiente para permitir la combustión continuada. Esta temperatura es generalmente superior en unos cuantos grados a la temperatura más baja de inflamación.
En los combustibles usuales, la velocidad mínima de producción de vapores necesaria para permitir la combustión oscila alrededor de 4 gramos por metro cuadrado por segundo.
El fuego puede propagarse sobre líquidos cuyas temperaturas son muy inferiores a sus temperaturas de inflamación mas bajas, si existe previamente un foco de ignición que caliente una zona por encima de la temperatura de ignición o punto de inflamación.
En los combustibles usuales, la velocidad mínima de producción de vapores necesaria para permitir la combustión oscila alrededor de 4 gramos por metro cuadrado por segundo.
El fuego puede propagarse sobre líquidos cuyas temperaturas son muy inferiores a sus temperaturas de inflamación mas bajas, si existe previamente un foco de ignición que caliente una zona por encima de la temperatura de ignición o punto de inflamación.
6. Catalizadores, inhibidores y contaminantes
• Catalizador es una sustancia cuya presencia, aún en pequeña cantidad, incrementa fuertemente la velocidad de una reacción, pero sin experimentar en sí misma ningún cambio tras la reacción.
• Inhibidores, se les llama también estabilizadores. Son productos químicos que pueden agregarse en pequeñas cantidades a una materia inestable para impedir una reacción vigorosa. Los materiales ignífugos actúan generalmente como inhibidores.
• Contaminantes, son materiales extraños, que una sustancia no contiene normalmente y que pueden llegar a actuar como catalizadores o participar por si mismos en una reacción potencialmente peligrosa.
• Inhibidores, se les llama también estabilizadores. Son productos químicos que pueden agregarse en pequeñas cantidades a una materia inestable para impedir una reacción vigorosa. Los materiales ignífugos actúan generalmente como inhibidores.
• Contaminantes, son materiales extraños, que una sustancia no contiene normalmente y que pueden llegar a actuar como catalizadores o participar por si mismos en una reacción potencialmente peligrosa.
7. Materiales estables e inestables
• Materiales estables son aquellos que normalmente no experimentan cambios en su composición química aunque estén expuestos al aire, agua, calor, golpes o presiones. Pero pueden arder como la mayoría de los sólidos.
• Los materiales inestables, son aquellos que expuestos al aire, agua, calor, golpes o presiones, se polimerizan, descomponen, condensan o reaccionan por si mismos. Por ejemplo: el acetileno.
• Los materiales inestables, son aquellos que expuestos al aire, agua, calor, golpes o presiones, se polimerizan, descomponen, condensan o reaccionan por si mismos. Por ejemplo: el acetileno.
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