Sumario: La ventilación en la extinción de incendios. Principios generales de la ventilación. Tipos de ventilación. Ventilación horizontal. Ventilación horizontal natural. Ventilación horizontal mecánica. Ventilación hidráulica. Ventilación vertical. Ventilación por presión positiva. Táctica de VPP ofensiva. Táctica de VPP defensiva. Táctica de ventilación por presión positiva combinada. Ventilación por presión negativa. Configuración de los ventiladores. Habitación bajo presión positiva. Rendimiento de los ventiladores. Ventilador convencional. Turbo ventiladores. Configuraciones alternativas con un ventilador. Múltiples ventiladores. Ventiladores en paralelo.
Summary: Ventilation in firefighting. General principles of ventilation. Types of ventilation. Horizontal ventilation. Natural horizontal ventilation. Mechanical horizontal ventilation. Hydraulic ventilation. Vertical ventilation. Positive pressure ventilation. Offensive VPP tactic. Defensive VPP tactic. Combined positive pressure ventilation tactic. Negative pressure ventilation. Fan configuration. Room under positive pressure. Fan performance. Conventional fan. Turbo fans. Alternative configurations with a fan. Multiple fans. Parallel fans.
LA VENTILACION EN LA EXTINCION DE INCENDIOS
Principios y tácticas en ventilación - Parte 1
La ventilación consiste en remover el aire caliente, humo y gases de una estructura y sustituirla por aire fresco. Esta técnica facilita la entrada de los bomberos y mejora las condiciones de seguridad para la vida durante las labores de rescate y extinción de incendios.
PRINCIPIOS GENERALES DE LA VENTILACIÓN
- Disminución de la velocidad de propagación del fuego.
- Incremento del potencial de supervivencia de las víctimas.
- Mejora de visibilidad.
- Facilita las operaciones de rescate.
- Reducción de la temperatura en el interior.
- Disminución de la probabilidad de Backdraft y Flashover.
- Reducción de daños por humo.
La ventilación disminuye los riesgos y contribuye en:
- Aumento de la concentración de oxígeno.
- Reducción en la concentración de productos tóxicos de la combustión.
- Reducción de la temperatura.
- Aumento de la visibilidad ayuda en las operaciones de extinción de incendios y operaciones de búsqueda y rescate.
- Creación de rutas libres de humo.
TIPOS DE VENTILACIÓN
Ventilación horizontal
Cualquier técnica por la cual el calor, el humo y otros productos de la combustión se canalizan de forma horizontal en una estructura a modo de aberturas horizontales existentes o creadas, tales como: ventanas, puertas u otras aberturas en las paredes.
Inconvenientes de la ventilación horizontal:
- Se requiere cerrar puertas y ventanas de compartimentos no afectados por el fuego.
- No existe un flujo de gases unidireccional como en el caso de la ventilación vertical.
- El equipo de ataque ingresa bajo el plano neutro, existiendo una capa de gases caliente buscando una salida exterior por encima de ellos.
Ventilación Horizontal Natural:
- Utiliza la ventilación natural que otorgan puertas y ventanas.
- Permite que se evacuen los gases de un incendio a través de las corrientes de aires naturales.
- Su función es ayudar a recobrar la visibilidad, evacuar gases combustibles al exterior y reducir la temperatura.
- Facilita las operaciones al interior y aumenta la supervivencia de las víctimas. No requiere de personal o equipos adicionales para implementarla o mantenerla.
Ventilación Horizontal Mecánica:
- Utiliza ventiladores y extractores que expulsan o extraen los gases contenidos en una estructura.
Ventilación hidráulica:
Se puede utilizar en situaciones en las que otros tipos de ventilación forzada no están disponibles.
Implica el uso de un pitón en un patrón de cono que abarque el 85 al 90 por ciento de la ventana o puerta por donde se ventilará. Esta técnica requiere bomberos para operar el pitón dentro de la atmósfera contaminada. Tiene el inconveniente de aumentar el daño del agua a la estructura si se hace incorrectamente.
La punta del pitón debe estar al menos a 60 cms. de la parte interior de la abertura. Cuanto mayor sea la apertura, más rápido se producirá la ventilación.
Ventilación vertical
Ventilación en un punto de salida por encima del fuego a través de aberturas existentes o creadas. Su objetivo es remover el humo y gases calientes verticalmente desde el interior de la estructura.
Ventilación vertical natural:
- Utiliza la convección del humo y gases calientes para sacarlos de la estructura a través de las aberturas en el techo, mientras ingresa aire fresco.
Ventilación vertical mecánica:
Al utilizar presión positiva en estructuras de más de un piso mejora la ventilación vertical. Para esto se sugiere que el ventilador sea posicionado en una de las entradas de la parte más baja de la estructura. Además, la apertura superior debe ser de tamaño proporcional al de la entrada, para que la ventilación sea efectiva.
Este trabajo debe ser muy bien coordinado evitando que puertas u otras aperturas permanezcan abiertas mientras se realiza este proceso. Cuando la estructura es muy grande, es necesario utilizar varios ventiladores a distintos pisos para remover la columna de humo y gases calientes.
Ventilación por presión positiva (VPP)
Al soplar una gran cantidad de aire en un volumen siniestrado, aumenta la presión interna, lo que permite controlar los humos.
Los efectos son rápidamente evidentes:
- Mayor visibilidad, descenso de la temperatura, reducción de la toxicidad, control del movimiento de los humos y reducción del potencial calorífico.
- Estos efectos son beneficiosos tanto para los socorristas como para las personas siniestradas.
Según la configuración del lugar a ventilar, será necesario elegir el o los ventiladores que permiten hacer frente a la situación.
Táctica de Vpp ofensiva
La táctica ofensiva consiste en una ventilación directa del volumen en el que se desarrolla el incendio, combinada con medios de extinción.
El objetivo de esta táctica es afectar al comportamiento del fuego y disminuir rápidamente su intensidad.
Táctica de Vpp defensiva
La táctica defensiva permite preservar ciertas zonas. Evita la propagación de los humos y gases calientes en los locales a proteger.
Sólo se ventilan los locales que no han sido alcanzados por el fuego. Esta táctica consiste en un uso de la ventilación disociado de las acciones de extinción. Permite crear un eje logístico en ligera sobrepresión, para favorecer la evacuación de las víctimas, por ejemplo.
Tácticas de ventilación por presión positiva combinada
También llamada ventilación operacional, ésta táctica consiste en combinar las dos tácticas anteriores en edificios de gran altura:
1. Primero se instala la ventilación defensiva por medio de un ventilador « maestro” de gran potencia situado al pie del edificio frente a su entrada.
2. Una vez que se ha puesto en presión la caja de escalera, el equipo de intervención sube al piso en fuego para instalar un ventilador portátil en la entrada del volumen en fuego.
3. Una vez que se ha creado la salida, puede comenzar la fase ofensiva: El flujo de aire del ventilador maestro se releva por el ventilador secundario situado en los pisos y empuja hacia el exterior los homos calientes tóxicos que contienen materias combustibles evitando así su propagación. El control de los humos facilita la acción de los bomberos, especialmente la de los que se encargan de la extinción.
1. Ventilador en posición "ataque" para utilizar el flujo de aire orientándolo hacia el volumen en fuego (se ha creado previamente una salida).
2. Ventilador en posición "relevo" para relevar el flujo de aire y proteger los locales.
3. Ventilador "maestro".
Ventilación por presión negativa (VPN)
Consiste en poner en depresión el volumen a ventilar.
Posicionado en los humos, el ventilador los propulsa hacia el exterior. Simultáneamente, los bomberos crean un orificio para la entrada de aire fresco por el lado opuesto. El flujo de aire permite la evacuación completa de los humos.
La VPN se utiliza en diferentes situaciones, pero sobre todo en condiciones y lugares en no propicios a la ventilación natural o a la ventilación por presión positiva. Este método es especialmente eficaz para los fuegos en aparcamientos cubiertos, galerías, estaciones de metro, o sótanos.
CONFIGURACIÓN DE LOS VENTILADORES
Hay diferentes opiniones y tácticas en los manuales de formación de bomberos de como los ventiladores deben configurarse, aunque casi siempre coinciden en dos factores importantes: el tipo de ventilador y el tipo de ventilación.
Objetivo de la ventilación
Hay que diferenciar entre la ventilación horizontal y otros tipos de ventilación.
En el caso de la ventilación horizontal las aberturas de entrada y la salida están en el mismo nivel. Un flujo de aire se crea desde la abertura de entrada hacia la abertura de salida.
En tal aplicación no es deseable tener un flujo bidireccional en la entrada ya que el humo también puede fluir hacia afuera por la entrada.
Si este flujo consta de humos calientes, se crea un riesgo para los bomberos que tienen que entrar a través de esta abertura (la puerta). Se considera como una solución el realizar un sellado con aire, cubriendo toda la abertura de la puerta con el flujo de aire.
Habitación bajo presión positiva.
Aquí tampoco es aconsejable que haya una salida de gases por la parte superior de la entrada. Este flujo de salida, es un tipo de fuga y por tanto causará que se desarrolle menor presión positiva dentro de la habitación.
Cuando se configure la ventilación en un apartamento, es posible que la puerta sea la abertura de entrada. La abertura de salida puede ser una ventana de la segunda planta.
En esta configuración no será un problema el flujo bidireccional en la abertura de entrada, ya que el humo no saldrá al exterior bajando de la segunda planta hacia la abertura de la planta baja.
Aquí la cuestión es:
¿Cómo posicionamos los ventiladores para conseguir el máximo rendimiento en la segunda planta (sin considerar lo que ocurre en la planta baja)?
Por lo tanto hay dos opciones:
- La abertura de entrada debe ser completamente una entrada de aire.
- Un flujo bidireccional puede aparecer en la entrada si así se mejora la ventilación.
Rendimiento de los ventiladores
Para conseguir un rendimiento alto, es necesario poner el ventilador en un lado, en dirección de los equipos de extinción, pero no es aconsejable desde el punto de vista táctico ya que cuando el equipo de ataque avanza, la manguera que va a través de la puerta se moverá y esto probablemente hará que el ventilador se mueva.
Otro motivo es la seguridad: si los bomberos necesitan salir de las instalaciones rápidamente, un ventilador que se encuentra en su camino puede obstaculizar su salida.
Ventilador convencional
Una de las primeras compañías que fabricó ventiladores fue la compañía americana Tempest. Ellos construyeron el primer ventilador que se caracteriza porque produce un flujo de aire con forma de cono.
Con un ventilador convencional siempre se ha dicho que tiene que estar colocado suficientemente lejos de la puerta para que se produzca un sello de aire.
Esto significa que la puerta está cubierta completamente por el cono de aire que forma el ventilador.
Se ha enseñado a los bomberos que deben probar si el cono cubre la puerta completamente sintiendo en su mano desnuda dónde alcanza el flujo de aire. En este sentido, el flujo de aire viaja en la misma dirección sobre toda la entrada y el humo no puede salir por la parte de arriba.
Fig. Un ventilador es posicionado de tal forma que la puerta está totalmente cubierta por el cono de aire.
Otra forma para conseguir este efecto es poner el ventilador tan lejos de la puerta como la puerta es de alta. Muchas puertas tienen aproximadamente dos metros de altura. En estos casos el ventilador debe posicionarse aproximadamente a dos metros de la entrada en un ángulo que cubra toda la puerta.
Una desventaja de este método es que una importante parte del flujo de aire golpea la pared alrededor de puerta. Esta parte del flujo no contribuye a la ventilación.
En un estudio realizado por el Instituto Nacional de Canadá se demostró que la eficiencia de un ventilador se incrementa cuando más pegado esté a la puerta. También, cuando menos inclinado esté el ventilador, más eficiente es.
Hay que señalar una consideración táctica en referencia al rendimiento del ventilador. Un ventilador colocado adecuadamente frente a la puerta de entrada puede proporcionar el máximo rendimiento teniendo en cuenta que se colocará en el camino de los bomberos cuando entren o cuando salgan. El ventilador será empujado o movido por el movimiento de las mangueras, lo que significa que ya no va a estar en la posición óptima.
Ambos elementos (rendimiento y táctica) son sopesados el uno contra el otro. La solución ideal parece ser que la posición del ventilador sea situado aproximadamente a 1.6 metros de la puerta.
El ventilador no está inclinado en este caso haciendo que un flujo de aire se crea en dirección hacia la puerta. Este flujo creará un efecto venturi en la parte alta y los lados del cono de aire y más aire adicional será arrastrado dentro. Es posible mover el ventilador para cubrir la abertura de la puerta y evitar así un flujo de salida en la parte superior de la misma. Este será el caso en la ventilación horizontal.
Turbo ventiladores
Son ventiladores más pequeños a través de los cuales el flujo es más cilíndrico que la forma de cono. La velocidad del flujo es más alta que el flujo del ventilador convencional.
Este tipo de ventilador no tiene el propósito de conseguir cubrir toda la puerta de entrada. Ha sido diseñado de tal forma que el rendimiento del efecto venturi sea el máximo. Esto significa que un pequeño aparato puede continuar generando grandes flujos.
Se sugiere que estos ventiladores deben ser colocados un poco más lejos de la abertura de entrada.
Fig. El flujo de entrada creado por un turboventilador no cubre totalmente la abertura de entrada. El efecto venturi ejerce un papel importante.
Dentro de la tecnología “turbo” están los llamados “ventiladores easy pow’air”. Este tipo de ventiladores proporcionan un flujo más rápido. Esto hace que los beneficios del ventilador sean aun mayores por el efecto venturi.
El flujo de aire de estos ventiladores se mantiene incluso más concentrado que el flujo de los ventiladores clásicos. Esto hace que el ventilador produzca buenos resultados a una distancia de dos a seis metros de la abertura.
Configuraciones alternativas con un ventilador.
Es posible dejar trabajar a un ventilador en sentido inverso a su funcionamiento habitual. Su rendimiento será mucho más bajo, pero puede ser una forma de usar los medios disponibles para extraer el humo de una habitación donde solo hay una abertura (puerta).
Como ejemplo, un incendio en un local (pub) de 50m2. Si la habitación no tiene otra abertura, la ventilación natural tardará mucho tiempo. Dejando al ventilador que haga la extracción se ventilará más rápido.
El mismo principio también se puede usar cuando se apagan fuegos en garajes subterráneos. El flujo de aire puede ser creado, dejando el ventilador fuera, el cual contribuirá a extraer el humo del garaje.
Sin embargo, cuando usamos este método tenemos que recordar que el humo pasará a través del ventilador. Si se usa un aparato con motor de combustión, puede pararse por la falta de oxigeno. Además, estos aparatos no han sido diseñados para ser usados de esta forma. Por lo tanto, se recomienda que esta configuración solo sea usada si no hay otra posibilidad.
Múltiples ventiladores
Si hay un incendio en un edificio, varios equipos de bomberos deben responder a la escena.
Esto implica que más ventiladores van a estar disponibles para las tareas de ventilación y es posible combinar estos ventiladores y conseguir mejores resultados.
Dos ventiladores en serie, uno detrás de otro:
Algunos expertos describen la posibilidad de posicionar dos ventiladores, uno detrás de otro. La idea es que la ventilador de atrás genere un flujo de aire el cual es impulsado de nuevo por el ventilador delantero. Además, el ventilador de atrás asegura que toda la abertura de entrada se cubra completamente. Otra forma de considerar este sistema, es que el ventilador de atrás alimenta al de delante, en la misma forma que lo hacen las bombas de impulsión de agua.
Experimentos realizados concluyen que el ventilador delantero tiene que estar lo suficientemente lejos de la puerta para que no sea un obstáculo para los bomberos. Un ventilador que está siendo usado por los bomberos y permanece a un metro de la puerta de entrada, se encuentra en el paso.
El mejor resultado para dos ventiladores en serie se consigue si el ventilador delantero se inclina todo lo posible y el de atrás no se inclina. Un 58% más en el rendimiento se conseguía en relación con uno solo. Debe remarcarse que se realizó una sola medida y que hay por lo tanto cierto margen de error.
Fig. Configuración de dos ventiladores uno detrás de otro durante el experimento.
Por lo tanto no hay acuerdo entre los expertos en el método a utilizar cuando se ponen dos ventiladores uno detrás de otro.
Sin embargo es cierto, que ellos producen un rendimiento más alto que un solo ventilador. En definitiva, en el caso de que el primer ventilador se posicione a un metro de la puerta el rendimiento será mayor pero no es conveniente para los bomberos que trabajan.
Cuando una puerta no se usa para entrar o salir del edificio, la configuración sería en serie y sería la siguiente: un ventilador situado justo en frente de la puerta y no inclinado. El segundo ventilador se posiciona aproximadamente a un metro y medio del segundo y se inclina.
Dos ventiladores en paralelo o uno al lado del otro.
Una segunda posibilidad de combinar los dos ventiladores es posicionarlos uno al lado del otro. Esto puede realizarse en el caso de una puerta normal y una puerta de garaje.
Los ventiladores pueden ser posicionados en serie o en forma de V.
En el caso de una puerta de garaje la anchura de la puerta juega un rol más importante. Los ventiladores están posicionados a cierta distancia para cubrir toda la abertura.
En el caso de una puerta con una sección muy alta, puede ser conveniente bajar la sección para que la abertura de la entrada sea un poco más pequeña. Si la abertura de entrada es de cuatro metros de alta, ninguna configuración puede cubrir en absoluto esta abertura.
Fig. Dos ventiladores colocados en paralelo frente a una puerta de garaje.
Con esta táctica se obtuvo un rendimiento de un 51% más que con un solo ventilador en una puerta de tamaño normal. Por lo tanto, está muy próximo al rendimiento adicional obtenido con dos ventiladores en serie.
Debe señalarse, sin embargo, que dos ventiladores en paralelo en frente de una puerta forman incluso un obstáculo mayor que un solo ventilador.
