Fuego: ¿Qué es el Fuego? Imágenes, Tipos, Clases, Descubrimiento

Fuego

El fuego es una reacción físico-química de oxidación violenta, fuertemente exotérmica, que desprende gran cantidad de calor, luz y gases quemados.

Para que se inicie la reacción de fuego es necesaria la concurrencia de tres cosas: un combustible, un comburente (el oxígeno del aire) y calor. Sin las tres, no se produce.

Cada combustible tiene una temperatura de ignición, sin llegar a la cual no se inicia el fuego.

El fuego ha fascinado a la humanidad durante siglos. A su alrededor y gracias a su calor han vivido miles de generaciones. Su importancia es grande y no es una exageración decir que el dominio del fuego convenció al humano de su superioridad sobre los demás especies, pues aún ahora es el único que puede manejarlo.

El hombre ha sabido utilizar la energía del fuego en su provecho, para modificar las materias que le proporcionaba la naturaleza o poder moldearlos a su gusto; desde ablandar los alimentos hasta fabricar herramientas o materiales de construcción más resistentes y duraderos. Aunque la mano es la herramienta principal del hombre, el fuego está en el origen de la técnica, siendo la base fundamental del desarrollo de la actual civilización.

Concepto de Fuego

La palabra fuego proviene del latín focus, y se usa para describir al calor e iluminación que surgen como producto de la combustión. Sin embargo, en función del contexto la palabra puede ser usada de maneras distintas. Así, por ejemplo, la palabra fuego también se usa para dar la orden de disparar armas, como en la frase “Si no hay respuesta, abran fuego lo antes posible“. También puede hacer referencia a algunos sentimientos como la ira o el amor, como en la frase “Hacen una pareja interesante. Se nota que hay fuego entre ellos dos“.

Hablando del producto de la combustión, se sabe que el fuego se produce debido a la oxidación acelerada de un material en el proceso exotérmico de la combustión. Esto genera calor, desprendimiento de llamas y luz. Dado que para que exista fuego debe haber oxígeno de manera forzosa.

Al principio, hombre se comenzó a cocinar la comida, incrementado de manera dramática la disponibilidad y variedad de los nutrientes. Además, el fuego permitía que el hombre se mantuviera caliente en lugares fríos, por lo que muchos pudieron irse a vivir a lugares no tan cálidos. Por sí eso fuera poco, el fuego mantenía a raya a los depredadores nocturnos, por lo que su papel como aliado en la supervivencia humana es indiscutible.

Con el tiempo, el uso del fuego se fue volviendo cada vez más complejo, y hoy en día, prácticamente todos lo usamos en nuestra rutina diaria, desde que encendemos la estufa hasta que encendemos nuestros automóviles, que funcionan con un motor de combustión interna. Además, es el fuego el que le proporciona electricidad a una parte considerable de la humanidad, a través de las plantas de energía térmica.

¿Qué es el Fuego? ¿Características del Fuego?

Se llama fuego a la reacción química de oxidación violenta de una materia combustible, con desprendimiento de llamas, calor, vapor de agua y dióxido de carbono. Es un proceso exotérmico. Desde este punto de vista, el fuego es la manifestación visual de la combustión. Se señala también como una reacción química de oxidación rápida que es producida por la evolución de la energía en forma de luz y calor.

Según la teoría del Tetraedro del fuego, se necesitan cuatro elementos para que tenga continuidad un fuego:

  • Combustible (usualmente, un compuesto orgánico, como el carbón vegetal, la madera, los plásticos, los gases de hidrocarburos, la gasolina, etc.).

  • Comburente, el oxígeno del aire.

  • Temperatura, o energía de activación, que se puede obtener con una chispa, temperatura elevada u otra llama.

  • Reacción en cadena, Es la reacción mediante la cual la combustión se mantiene sin necesidad de mantener la fuente principal de ignición. Sin esta última solo tenemos lo que llamamos incandescencia.

Los gases y vapores producidos por la oxidación (principalmente vapor de agua y dióxido de carbono), a alta temperatura por el calor desprendido por la reacción, emiten las llamas (gases incandescentes) que a su vez emiten luz visible e invisible (luz infrarroja), y calor.

La composición de los gases desprendidos, así como su temperatura, determinan el color de la llama. Así, son rojas, anaranjadas o amarillas en el caso de papel y madera; o azules en el caso de muchos gases de hidrocarburos, como los usados domésticamente, pero pueden ser de otros colores cuando arden otros elementos.

El fuego es considerado plasma, ya que tiene propiedades de gas pero necesita una fuente externa de iones cargados para que este estado de la materia se vea presente.

Es simple el fuego es simplemente la interacción de un combustible (materia que se incendia), oxigeno (esencial en la interacción química) y calor (ya que si este no esta presente solo se presenta una combustión).

Ejemplo: Carbón + energía = CO2 pero si se da una temperatura adecuada a esta ecuación se agrega el fuego.

Comportamiento del Fuego, Tipos de Fuego y Clases de Fuego

El efectivo control y extinción de un incendio, requiere de un conocimiento básico sobre el comportamiento del fuego.

Significa identificar los componentes de la combustión,sus características físico - químicas, las fuentes de calor y los medios de transmisión de calor.

Con estos elementos se puede realizar una efectiva labor, para evitar que se produzca un incendio y en caso contrario, conocer y saber aplicar aquellos medios y equipos destinados a combatir un fuego incipiente.

1. EL FUEGO

El fuego o combustión es un fenómeno energético, cuyas múltiples aplicaciones son aprovechadas en todos los campos, desde el doméstico al industrial en sus más variadas formas.

Cuando un fuego se descontrola se transforma en un incendio.

Para que se produzca un fuego deben reunirse simultáneamente diferentes elementos, cuya característica principal, es que siempre están presentes en la vida cotidiana.

Definición: El fuego es una reacción química sostenida con generación de luz y calor, en que se combinan materiales combustibles (agentes reductores) con el oxígeno del aire (agente oxidante), en presencia del calor.

Para que un material entre en combustión se necesita ciertas condiciones:

1.- Tener suficiente oxígeno; normalmente esto no es problema, porque el aire que nos rodea lo contiene. Por eso, cuando se enciende una chimenea y se desea que arda mas rápido, se le insufla oxígeno del aire «soplando» con un cartón a algo similar.

2.- Una segunda condición es que exista material combustible, el cual en este caso, está compuesto por carbón y/o leña.

3.- Debe haber suficiente calor como para que la combustión se inicie y se mantenga, por lo tanto, se necesita una fuente de calor inicial como fósforos o un encendedor.

Teorías del Fuego

Hay dos tipos bien definidos de fuego o combustión.

a) El primero se representa por una figura geométrica denominada triángulo con tres elementos, que son el combustible, el oxígeno y el calor y no genera llamas, solo brasas incandescentes.

b) El segundo tipo de fuego se representa por un tetraedro y sus componentes son el combustible, el oxígeno, el calor y la reacción en cadena, que definitivamente genera y mantiene la llama.

TRIANGULO DEL FUEGO (Fuego incandescente)

El triángulo del fuego esta representado por estos tres elementos en las proporciones adecuadas: + El Oxígeno del aire. + El Calor como energía calórica. + El Combustible.

Esta es una combustión sin llama, debido a que no está presente la reacción en cadena o ha sido inhibida. La cantidad de calor no es suficiente como para retroalimentar la combustión. El contacto con el oxígeno se realiza al nivel superficial del combustible, el cual se mantiene en su estado sólido.

EL TETRAEDRO DEL FUEGO (Fuego con presencia de llamas)

A los tres elementos ya conocidos como el combustible, el oxígeno y el calor, se agrega la reacción cadena. Este es un circuito cerrado, ya que la combustión genera calor en mayor proporción que el calor disipado, retroalimentando la reacción en cadena con producción de llamas. Estas llamas proporcionan una mayor liberación de energía térmica, continuando el ciclo.

1.1. COMBUSTIBLE

Otro aspecto que se debe destacar, es que hay materiales que entran en combustión con más facilidad que otros. El carbón puede dar algunos problemas para encenderse. En este caso, hay quienes usan gasolina y esto es peligroso, porque la gasolina se enciende con mucha facilidad.

¿Qué es lo que hace diferente el carbón de la gasolina?

Que el carbón es un combustible sólido y la gasolina es un combustible líquido. Tanto en los procesos de prevención, como en los de control y mitigación, es indispensable conocer el tipo de combustible presente. El primer paso es identificar el estado natural de él.

Estado fisíco del combustible:

+ Combustibles sólidos

+ Combustibles líquidos

+ Combustibles gaseosos.

COMBUSTIBLE

Gases

Líquidos

Sólidos

Las moléculas que forman estos combustibles carecen de volumen y forma propia. Toda masa gaseosa tiende a ocupar el mayor espacio posible.

Las sustancias líquidas no tienen forma, se derraman y sus partículas se hallan débilmente unidas. Tienen volumen pero carecen de forma.

Son aquellos que tienen forma y volumen determinado. Sus enlaces moleculares son muy fuertes.

Gas natural

Gasolina

Carbón

Propano

Keroseno

Madera

Butano

Alcohol

Papel

Hidrógeno

Pintura

Tela

Acetileno

Barniz

Cuero

Monóxido de Carbono

Aceite

Plástico

Metano

Laca

Azúcar

Gas licuado

Metanol

Granos

Otros

Otros

Otros

Cuando se está cargando gasolina en un vehículo sobre la tapa del estanque, aparece una especie de vapor, muy transparente y se siente el olor a combustible. Esto se debe a que la gasolina a temperatura ambiente desprende vapores. Ahora bien, aunque parezca extraño, la gasolina líquida no entra en combustión. Son los vapores de la bencina los que arden. De esto se deduce lo siguiente: para que se inicie la combustión, es necesario que los materiales se encuentren en forma de gases o vapores, puesto que son estos los que arden. Por eso, sólo cuando el carbón se ha calentado lo suficiente comienza a transformarse en vapor,el que entra de inmediato en combustión. Las llamas son esos vapores ardiendo. Las cenizas que quedan al final son los residuos que no pudieron transformarse en vapor. Hay, por lo tanto, un cierto nivel de temperatura que permite que los materiales desprendan vapores que podrían inflamarse. Sin embargo, esto no quiere decir que se vayan a inflamar por sí solos. En efecto, se requiere una mayor temperatura para que se inflamen.

Los líquidos y gases inflamables arden siempre con llamas

En consecuencia, podemos diferenciar para cada material: ¡ATENCION!

+ Temperatura de Gasificación: Es la temperatura mínima, en la que un combustible desprende vapores inflamables.

+ Temperatura de Ignición: Es la temperatura mínima, en la que un combustible empieza a arder en una combustión sostenida.

Esto explica el riesgo de la gasolina. Con la temperatura ambiente, esta desprende vapores inflamables. Si estos vapores toman contacto con una fuente de calor como un cigarrillo encendido, la chispa de un interruptor eléctrico, etc., los vapores se inflamaran.

EJEMPLO DE PROPIEDADES DE SÓLIDOS, LÍQUIDOS Y GASES

Producto

Rango Inflamable

Densidades

Gasificación

Ignición

Mínimo

Máximo

Líquido

Gas

Gasolina

42° C

371°C

1,4

7,6

0,75

3,40

Kerosene

38° C

255°C

0,7

5,0

1,00

4,50

Acetona

-17° C

500°C

2,6

12,8

0,79

2,00

Metanol

11°C

463°C

7,3

36,0

0,79

1,10

Acetileno

335°C

2,5

81,0

0,90

Butano

430°C

1,9

8,5

2,01

Ciclo propano

497

2,4

10,4

1,45

Papel

250°C

Madera pino

260°C

Aluminio

659°C

1.2. EL OXIGENO

Está siempre presente en el aire, mezclado en una proporción aproximada de un 21% de gas oxígeno, junto a un 78% de gas nitrógeno y 1% de otros gases. Mientras mayor sea la cantidad de oxígeno disponible, mayor será el riesgo de incendio. La magnitud de un incendio está en directa proporción entre la superficie del combustible y su mezcla con el oxígeno. Por otro lado, la falta de oxígeno afecta el proceso respiratorio de las personas encargadas de combatir un incendio.

1.3. EL CALOR

El calor es una forma de energía producida por la vibración acelerada de las moléculas dentro de una sustancia. El calor desprendido durante el proceso es transferido a sus alrededores provocando un aumento en el estado de actividad de las moléculas de las materias que se encuentran en esa área. La intensidad de este aumento, se manifiesta por la elevación de la temperatura de la materia que se encuentra cerca.

Es importante conocer dos aspectos relacionados con el calor.

Cómo se genera y cómo se transmite el calor

Generación de calor:

+ Generación por acción mecánica:

- Por fricción ó roce.

- Por compresión.

+ Generación por acción de la electricidad:

- Resistencia de conductores al flujo de corriente

    - Arco voltaico

+ Generación por reacciones químicas oxidantes.

+ Generación por reacción nuclear:

- Fisión

- Fusión

TRANSMISION DE CALOR

El calor se transfiere de un objeto a otro de tres maneras:

+ Transferencia por conduccion:

El calor se transfiere de un objeto a otro por contacto directo. El calor del objeto más caliente pasa hacia el más frío. Ejemplo: Si en una bodega hay cajas con diversos productos y una de ellas entra en contacto con una fuente de calor, puede producirse un fuego que se irá transmitiendo de una caja a otra por conducción. El caño al calentarse transmitirá ese calor a otros combustibles.

+ Transferencia por radiación:

El calor se transfiere de un objeto a otro, a través de un espacio intermedio. El calor de la llama se siente a cierta distancia del fuego mismo. Esto se debe a que el calor se transmite por medio de ondas calóricas invisibles, que viajan a través del espacio. Esto es lo que sucede en las poblaciones, en que hay casas de madera separadas por pasajes muy angostos.

Si una casa se incendia, el fuego no sólo se extenderá a las casas del lado (por conducción), sino que también se pueden incendiar las del frente, sin que haya habido contacto directo, debido al calor transferido por radiación.

+ Transferencia por conveccion:

El calor se transmite de un objeto a otro a través de un medio en circulación. Las ondas calóricas viajan en línea recta. Sin embargo, cuando atraviesan un fluido (por ejemplo: aire, agua, aceite, etc.), parte de su calor sirve para calentar ese fluido. Los fluidos al calentarse, tienden a moverse hacia arriba. Esto significa que el calor originado en un punto se transmitirá a través del fluido en movimiento hacia otro lugar. A esto se le llama, transmisión por convección. Por ejemplo, si en un edificio de departamentos u oficinas de varios pisos se inicia un incendio en un piso bajo, el fuego calentará el aire, él que tratará de subir hacia los pisos superiores, arrastrando gases y humos calientes y extendiendo el incendio hada los demás pisos.

GENERALIDADES SOBRE EL CALOR

El calor siempre se transmite en línea recta. Un objeto que recibe calor lo empieza a acumular hasta lograr su saturación, recién entonces comienza a transferirlo a otro objeto o al medio.

El color negro absorbe calor con facilidad, así como los colores brillantes y pulidos lo rechazan (plateados o aluminizados).

El peligro de un incendio no depende tanto de la intensidad de calor que genera una fuente dada, sino de la relación que exista entre la cantidad de calor generado y la cantidad de calor disipado.

Imágenes de Fuego

     

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