NUEVOS CONOCIMIENTOS SOBRE LA VENTILACIÓN - KAREL LAMBERT

[CREADOR DE LA RED]

"Nuevos conocimientos sobre la ventilación"

Karel Lambert para La Hermandad de Bomberos - www.cfbt-be.com

Karel Lambert; Traducción al ingles: Kendrick De Backer - 2011

El Taller Internacional de Instructores de Incendio "International Fire Instructors Workshop (IFIW)" se reunió en marzo de 2011 en Indianapolis. Numerosos bomberos y científicos estaban allí para dar conferencias. Varias de estas conferencias fueron sobre cambios en el comportamiento del fuego y la influencia de la ventilación.
La Ventilación ha sido definida como la eliminación planificada, sistemática y coordinada de calor, humo y otros gases del incendio reemplazando a estos por aire fresco.

 

1. La Fórmula Fuego (O Formula del Incendio)

Hay una creciente conciencia de que el comportamiento del fuego está cambiando rápidamente. En los EE.UU. el concepto de la "Fórmula del Fuego" se utiliza para aclarar este comportamiento del fuego cambiante. Esta fórmula se realiza con cinco componentes: casas más grandes, espacios abiertos, mayores cargas de combustible, espacios ocultos y los nuevos materiales de construcción. Se afirma que estos cinco componentes serán iguales a una más rápida propagación del fuego, menos tiempo hasta el flashover, cambios en el comportamiento del fuego más rápidos , tiempos más cortos en el períodos en el que habrá que evacuar y un colapso de las estructuras mas rápido.

1.1 Casas mas Grandes

En los EE.UU. la evolución puede verse claramente cuando se trata del tamaño de una casa. Los últimos 30 años, el espacio de superficie de las viviendas se ha incrementado en un 40%. En Bélgica las cosas no han progresado a ese ritmo en el área del tamaño de las casas. Sin embargo, un fenómeno que ha venido ocurriendo las últimas décadas es el aumento en los niveles de la construcción. Un creciente número de
pueblos y ciudades se están desarrollando con el aumento de edificios de apartamentos bajos y medios.
Debido a la escasez de tierras designadas para la construcción de viviendas, los apartamentos ahora se está construyendo más grandes que antes.

1.2 Espacios abiertos
En la vivienda el pasado, la cocina estaba a menudo separada de la zona del comedor. La sala de estar era otro espacio. Estas habitaciones estaban separadas por una pared y por lo general había un
puerta de cierre entre las áreas. Hoy en día la zona del comedor y el salón forman un solo
espacio. El concepto de una cocina abierta se aplica con mayor frecuencia. Esto conduce a la
creación de una única área grande. Tal área abierta contiene sustancialmente más combustible y un
mayor volumen de aire (oxígeno). Esto conducirá a un aumento en el pico de potencia (Power: Poder, Potencia, energía) generada por la fuego.

1.3 Una mayor carga de combustible

La naturaleza de los muebles también ha cambiado drásticamente en los últimos 50 años. Un asiento es hoy en día construido con una parte de poliuretano. El poliuretano es un producto que es derivado del aceite. Por lo tanto un asiento moderno contiene mucha más energía que los asientos de
días pasados​​. Debido a esto, estos asientos son a menudo descritos como "gasolina sólida". Un moderno asiento puede liberar de 3 a 4 megavatios (MW) de valor de potencia siempre que exista suficiente oxígeno en la habitación. Un poder de 2 a 3 MW es suficiente para hacer progresar un incendio de compartimento hasta el flashover. Un sofá de tres personas produce una potencia tres veces más alta que el poder de un solo asiento. Aparte de un asiento y un sofá, una sala de estar contendrá muchos otros objetos añadidos a la carga de combustible. En estos días esos objetos son principalmente productos sintéticos. Más posible que si a que no, la potencia máxima no se logrará debido a la falta de oxígeno. Debido a esto una importante cantidad de pirolizados no se quemarán, pero lo hará permanecer dentro de la habitación en forma gaseosa. Cuando en algún punto después de que el oxígeno adicional este disponible, el poder del fuego aumentará rápidamente.

1.4 Espacios ocultos y nuevos materiales de construcción

En los EE.UU. una gran cantidad de viviendas son construidas con madera. En el pasado esto se hacía mediante el uso de sólidas vigas de madera. Últimamente mas y mas calculadas vigas están siendo utilizadas. Los ingenieros han desarrollado maderas y formas para las vigas y marcos en los cuales la madera y el metal se combinan. En América del Norte esto se conoce como "sustitución de la masa por las matemáticas ".

Fig 1.1 Marcos de madera. (Foto: NIST).

Cuando estos tipos de construcciones están terminadas en la parte inferior con material de tablero se forma un gran espacio oculto donde los gases del humo se pueden acumular. Del mismo modo, cuando se recubren las paredes con placas de yeso, se están creando espacios ocultos en los que los gases del humo pueden moverse e incluso provocar un incendio donde una estructura de madera ha sido utilizada. En caso de que un colapso (parcial) ocurra, un incendio oculto podría encontrarse debajo del piso y propagarse por allí. Recientes estudios han demostrado que la resistencia al fuego de estas construcciones es limitada a 10 minutos.

Por lo tanto, en los EE.UU., los bomberos a menudo experimentan el problema de la caída a través de los pisos. En Bélgica la utilización de este tipo de construcciones suele ser bastante rara.

Sin embargo la madera cada vez es más usada como material de construcción, así que lo que está sucediendo ahora en los EE.UU. podría ser percibido como una advertencia para lo que vendrá.

2. La investigación realizada por UL

Underwriters Laboratories (UL) es un instituto muy conocido en los EE.UU.. Realizan todo tipo de investigaciónes referentes al fuego, pruebas de resistencia al fuego, inspecciones, ... Su investigación esta enfocada sobre todo hacia la industria, pero en los últimos tiempos, los estudios también se están haciendo en el campo de la lucha contra el fuego. Los investigadores tenían curiosidad sobre el efecto de la ventilación en el comportamiento del fuego en las nuevas viviendas. UL tiene acceso a un gran hangar de investigación (1.338 m²). En el interior del hangar se construyeron dos casas: una casa de una planta y una casa de dos pisos. Un total de 15 incendios se iniciaron dentro de estas casas. Se observó el comportamiento del fuego y después las casas fueron ventiladas. Se estudiaron cinco escenarios diferentes:

1. Apertura de la puerta de entrada
2. Apertura de la puerta de entrada y ventilación horizontal cerca del fuego
3. Apertura de la puerta de entrada y ventilación horizontalmente lejos del fuego
4. ventilación horizontal antes de abrir la puerta
5. Apertura de la puerta de entrada y ventilación horizontal a través de 5 ventanas

Los resultados de la investigación fueron publicados bajo la forma de un curso de formación online.
Cada bombero con un interés por el tema deberá tener en cuenta este curso. El curso de formación se llama "Impacto de la ventilación en el Comportamiento del Fuego en construcciones residenciales contemporáneas y antiguas" “Impact of ventilation on Fire Behavior in contemporary and legacy 

residential construction”. Se puede encontrar en www.ul.com/fireservice.

3. de apertura de la puerta principal = ventilación

3.1 Experimento

De todas las diferentes pruebas realizadas por UL, una en particular era realmente un abridor de ojos.
Se inició un fuego para un escenario en el que sólo la puerta principal debía ser abierta. Seguidamente 
al fuego se le dio tiempo para crecer. Como era de esperar, el fuego paso a un estado de poco-ventilado. La llegada de los bomberos fue representada. A continuación, la puerta principal fue abierta del mismo modo que habría sido hecho por los equipos de bomberos para entrar y atacar el fuego. Es muy interesante observar la velocidad de liberación de calor (el poder) con que el fuego se desarrolla después de la apertura de la puerta principal. Hasta este punto, el fuego había estado poco-ventilado y ese poder estaba limitado por la falta de oxígeno. Al abrir la puerta, se permitió nuevamente correr el aire. El fuego alegremente acepta esta oferta de aire para aumentar su poder. El tiempo transcurrido desde la apertura de la puerta principal y el rápido aumento de la potencia es de unos 80 segundos.
En realidad este es el tiempo empleado por los bomberos para entrar en la residencia. El avance en el edificio se llevará a cabo bajo condiciones bastante "frías" hasta que de repente ocurre un Flashover inducido por la ventilación. Los bomberos atrapados por sorpresa en una situación de este tipo son blancos fáciles. (Expresión en ingles "sitting duck" "Sentados como Patos o Blancos Facilisimos")

Fig 3.1 La línea de temperatura-tiempo del experimento muestra el inicio del aumento de la potencia poco después de la apertura de la puerta (Gráfico: Underwriters Laboratories).

3.2 Conclusiones

Los resultados de este experimento muestran claramente que es desaconsejable abrir una puerta sin
una línea de manguera manejada y cargada que este lista para hacer frente al fuego. Desde el momento en que la puerta se abre, el reloj comienza a correr. Muy poco después de la apertura de la puerta, el poder del fuego progresará con violencia. Al cerrar la puerta, el reloj puede ser detenido.

4. Investigación del NIST en un edificio que contiene pisos de estudiantes.

4.1 El edificio

El NIST americano es un edificio que fue otorgado por la universidad de Arkansas. El edificio contenida pisos de estudiantes y su demolición había sido programada. Construido en los años 50, la carga estructural de soporte estaba compuesta de hormigón. Las paredes que separan los diferentes pisos fueron construidos con mampostería. La planta baja se utilizó para la experimentos. Aquí, cinco pisos de estudiantes independientes se localizaron conectados por un gran pasillo de 19 metros de largo, 2,5 metros de ancho y 2,4 metros de altura. Cada apartamento mide 3,44 por 4,48 metros.

Fig 4.1 Vista del pasillo (Imagen: NIST)

Figura 4.2 Plano de piso para la planta baja. (Foto: NIST)

4.2 Los experimentos

4.2.1 La carga de combustible

Cada apartamento estaba amueblado con carga de combustible similar a la de una habitación estándar de los estudiantes. Una alfombra fue colocada en el suelo. También había una cama con algunas almohadas, un escritorio con una computadora, libros de estudio, carteles en la pared, un armario, ...

4.2.2 Las pruebas

En la primera prueba se inició un fuego en la habitación 1. La puerta fue cerrada. El fuego alcanzó un
pico limitada luego de 210 segundos después de que se entró en la etapa de decaimiento. La máxima
temperatura se registró a 30 cm por debajo del cielo raso y llegó a 200 ° C (ver fig. 4.3)

Figura 4.3 Desarrollo de la temperatura dentro de la habitación con la puerta cerrada. (Gráfico: NIST)

Para la prueba de fuego real en la habitación 5 la puerta estaba abierta. Por lo tanto una habitación similar produjo resultados completamente diferentes. Al principio una capa de humo se formo por lo cual la temperatura fue significativamente mayor que durante el primer experimento. Después de 200 segundos, la temperatura por debajo del techo comenzó a aumentar rápidamente y después de 400 segundos ocurrio un Flashover. Contrariamente a la primera prueba, todo el piso estaba en llamas. Además hay que señalar que este fuego, en realidad, podría poner en peligro todo el edificio. Los detectores de humo podrían permitir, que los residentes busquen un lugar seguro. El fuego sin embargo forzara a los gases calientes del humo hacia el pasillo y las habitaciones vecinas. Este provocará una expansión rápida del fuego si los bomberos no se apresuran a intervenir.

Fig desarrollo 4.4 La temperatura dentro de la habitación con una puerta abierta. La temperatura se eleva de manera significativa después de 200 segundos. El Flashover se produce después de aproximadamente 400 segundos. (Gráfico: NIST)

4.3 Conclusión

De nuevo, este conjunto de experimentos nos muestra claramente que la ventilación es de gran importancia en relación con el comportamiento del fuego. En habitaciones de tamaño normal de un incendio no puede convertirse en flashover siempre que la puerta y las ventanas estén cerradas. Los bomberos son capaces de utilizar esta información de varias maneras diferentes. Es posible frenar un incendio que se propaga mediante el cierre de una puerta abierta. La otra cara de esto es que los bomberos absolutamente tienen que darse cuenta de que la apertura de una puerta permite que el aire corra dentro de la habitación. Este nuevo suministro de aire permitirá que el fuego aumente su intensidad. En condiciones extremas esto conducirá a un Flashover inducido por la ventilación.
La Ventilación por lo tanto, puede ser beneficiosa o adversa para las operaciones de extinción de incendios. Quien controla el aire, controla el fuego ...

5. Bibliografía

[1] Kerber Stephen y Madrzykowski Dan, la dinámica del fuego para los bomberos,
presentación para la FDIC, 2011
[2] Kerber Stephen, ventilación incendios residenciales de hoy, en la presentación para la FDIC, 2011

3] Madrzykowski Dan, El impacto de la ventilación en los muertos en la linea del deber, presentación
para el FDIC, 2011

[4] Ed Hartin, www.cfbt-us.com 

[5] Kerber Steve,"Impacto de la ventilación en el Comportamiento del Fuego en construcciones residenciales contemporáneas y antiguas"

Karel Lambert

KAREL LAMBERT

www.cfbt-be.com

Máster Internacional en Ciencias en Ingeniería de Seguridad contra Incendios. Estudios en Universidad de Gante, Vrije Universiteit Brussel y la universidad de KaHo Sint - Lieven. Trabaja en la Compañia Brandweer Oostkamp. Karel de la mano del grupo creado por Elvio Schindele "CFBT International" llego hasta nosotros y sus artículos técnicos se diferenciaron rápidamente del resto. Nos comunicamos con él y de inmediato le pareció excelente colaborar con La Hermandad de Bomberos enviando artículos propios a nuestra Administración. Karel ademas posee un sitio CFBT-BE

*LA EVOLUCIÓN EN LOS CONOCIMIENTOS SOBRE LA LUCHA CONTRA INCENDIOS EN INTERIOR - ARTICULO TÉCNICO DE KAREL LAMBERT

*BACKDRAFT: LA CIENCIA Y EL COMBATE DE INCENDIOS, UNA REVISIÓN DE LA LITERATURA - KAREL LAMBERT

*UN INCENDIO QUE SUFRE LA FALTA DE AIRE...- ARTICULO TÉCNICO DE KAREL LAMBERT

*INCENDIOS IMPULSADOS POR EL VIENTO - ARTICULO TÉCNICO DE KAREL LAMBERT

*"RESPONDIENDO A UN INCENDIO DE CHIMENEA" - ARTICULO TECNICO DE KAREL LAMBERT

DOCUMENTO DE DESCARGA EN PDF:

artikel_07.pdf

 

[Juan Carlos Melendez Saucedo]

EXCELENTE ARTICULO E INFORMACIÓN, SALUDOS!!