Ventilación de Incendiosceis.antiun.net/docus/documentacion-pdf/04-formacion/app...Ventilación de...

Ventilación de Incendios – Arturo Arnalich, Oficial Técnico CEIS Guadalajara. [email protected] – Mayo 2013 rev 6 2014.09 1

Documento bajo licencia Creative Commons CC BY-NC-SA 3.0 – Se permite lacopia, distribución y comunicación siempre que se acredite el autor, no hayafines comerciales y la obra se comparta bajo el mismo tipo de licencia.

Arturo ArnalichIngeniero SuperiorCEIS Guadalajara - Oficial TécnicoUnderwriters Laboratories - PPV Technical PanelOttawa Fire Services – Fire Dynamics [email protected] [email protected]

Ventilación de IncendiosAtaque en Presión Positiva

Ataque Exterior Ofensivo “Ablandado”Ataque Combinado (3T firefighting)

mailto:[email protected]

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Objetivos

• Resaltar la necesidad de la ventilación como un elemento táctico

• Mostrar los cambios recientes en el entorno de incendios

• Caracterizar la reacción de los incendios a la ventilación

• Identificar el flujo de gases de un incendio

• Identificar los distintos patrones de ventilación de incendio

• Adquirir las técnicas de Ataque Exterior Ofensivo “Ablandado”

• Adquirir las técnicas de Ataque en Presión Positiva Ofensivo

• Adquirir las técnicas de Ataque en Presión Positiva Defensivo

• Adquirir las técnicas de Ataque Combinado

• Practicar la combinación dinámica de tácticas y técnicas (3T firefighting)




ContenidoINTRODUCCIÓN

• Los incendios han cambiado • Cambiando la dinámica del incendio • ¿Por qué ventilar un incendio? • Patrones de ventilación

BASE TÉCNICA • Termodinámica y dinámica de fluidos • Flujo de gases – Flowpath • Incendio Confinado • Incendio Ventilado • Incendio Limitado por Combustible y por Ventilación • Incendio Infraventilado • Reacción a la ventilación • Diferenciales de presión en incendios

TECNICAS DE INTERVENCION • Basadas en la Aplicación de Agua

• Ataque Indirecto • Ataque Directo • Enfriamiento de Gases • Efectividad del agua • Control Exterior Propagación • Ataque Exterior Ofensivo “Ablandado” • Caudal Crítico y Óptimo de Extinción

• Basadas en el Control de la Ventilación• Antiventilación • ¿Por qué ventilar un incendio? - Evolución comparada • Ventilación Natural Horizontal • Ventilación Natural Vertical

• Ataque en Presión Positiva Ofensivo • Desarollo de un APP Ofensivo • Entrada • Huella de un ventilador • Distancia de colocación ventilador • Barómetro entrada • Salida • Espera de seguridad • Perdidas de carga • Combinación de ventiladores • Combinación con otras técnicas • Influencia del viento

• Ataque en Presión Positiva Defensivo • APP para el Rescate • APP para Progresión

• Presurización • Ataque Combinado a Incendio

RIESGOS Y MEDIDAS DE SEGURIDAD • Riesgos Extinción en Espacios Confinados • Riesgos Ataque en Presión Positiva Ofensivo

ESQUEMA EVOLUCIONES APP • APP para la Extinción • APP para el Rescate

ANALISIS CASOS PRÁCTICOS • C/ Libertad, Azuqueca • C/ Mayor, Sigüenza




INTRODUCCIÓN




Los incendios han cambiado...

Video: Residential Furnishings Side by Side – ULhttp://www.youtube.com/watch?v=2CJj-LNZ64Y


http://www.youtube.com/watch?v=2CJj-LNZ64Y


http://www.youtube.com/watch?v=2CJj-LNZ64Y


Los incendios han cambiado,nuestras tácticas y técnicas deben

actualizarse.

“...the way we've always done it, is not good enough.”Steve Kerber – UL FSRI (Nortbrook, EE.UU.)




ATAQUE EXTERIOR

RESCATE CONBUCEO EN HUMO

ENFRIAMIENTODE GASES

EXTINCIÓN FOCOS

ATAQUE EN PRESIONPOSITIVA

ATAQUE EN PRESIONPOSITIVA PARA EL

RESCATE

VENTILACIÓNNATURAL VERTICAL

?

ENTRE OTRAS...




¿Qué técnica y planteamiento tácticodebo elegir ante un incendio?

“It depends.”Dr. Stefan Svensson – Universdad de Lund (Suecia)




No existe ni táctica ni técnica definitiva.

Todas son partes de una herramienta mas amplia:nuestros recursos técnicos como bomberos.

APP

ATAQUEEXTERIOR

VENTILACIÓNVERTICAL

BUCEO ENHUMOS

APP RESCATE

APPPROGRESIÓN

ENFRIAMIENTOGASES

VENTILACIÓNHORIZONTALCAFS




Ventilación de Incendios




AGUA

Cambiando la dinámica del incendio...

Foto: Lars Ågerstrand – Firegear.co.uk

● VOLUMEN

● FORMA

● LUGAR




VENTILACIÓN AGUA


Foto: Eugenio Martínez – CEIS Guadalajara. Foto: Lars Ågerstrand – Firegear.co.uk




La ventilación es un elemento táctico.

Debe emplearse como tal para el rescate, el control de lapropagación y la extinción del incendio.




VENTILACIÓN


Foto: Eugenio Martínez – CEIS Guadalajara.

● ANTIVENTILACIÓN

● VENTILACIÓN NATURAL

● VENTILACIÓN FORZADA (VPP)

● CONTROL FLUJO DE GASES

● PRESURIZACIÓN




VENTILACIÓN AGUA


COORDINACIÓN




No solo qué y cómo sino tambiéncuando y por qué.

“Not just what and how, but why.”Ed Hartin – CFBT-US (Greenbank, EE.UU.)




¿Por qué ventilar un incendio?




HUMOGases de Incendio





Riesgos Extinción Espacios Confinados

FALTA VISIBILIDAD

INFLAMABILIDAD

CALOR

TOXICIDAD

PROPAGACIÓN

HUMO




Atmósfera tóxicaAtmósfera combustible

Falta visibilidadTemperatura

HUMO

Riesgo para víctimasRiesgo para bomberos

Daños materiales




Atmósfera respirableAtmósfera NO combustible

VisibilidadBajada de temperatura

SEGURIDAD para víctimasSEGURIDAD para bomberosReducción daños materiales




FALTA VISIBILIDAD

INFLAMABILIDAD

CALOR

TOXICIDAD

PROPAGACIÓN

EVOLUCIÓN

Riesgos de la Ventilación de Incendios




¿Quién induce el flashover?

Video: Firefighter Induced Flashoverhttps://www.youtube.com/watch?v=YWr1WoUgXeI


https://www.youtube.com/watch?v=YWr1WoUgXeI


https://www.youtube.com/watch?v=YWr1WoUgXeI


Una apertura no controlada es una ventilación

Video: Door access is fire ventilationhttps://www.youtube.com/watch?v=tiOvcVFZ1qU


https://www.youtube.com/watch?v=tiOvcVFZ1qU


https://www.youtube.com/watch?v=tiOvcVFZ1qU


Una ventilación no coordinada puedegenerar un entorno potencialmente

peligroso.




Patrones de ventilación

• Antiventilación

• Ventilación Natural Horizontal

• Ventilación Natural Vertical

• Ataque en Presión Positiva Ofensivo

• Ataque en Presión Positiva Defensivo




Antiventilación + Enfriamiento de Gases + Ataque Directo

• La potencia del incendio depende del área de ventilación.

• El confinamiento del incendio hace descender el plano neutro.

• ¿Qué hemos hecho por la víctima? ¿Y las condiciones interiores?




Ventilación Natural Horizontal

• Aperturas en ventanas y puertas facilitan la salida de gases.

• En los incendios actuales tiene una utilidad limitada: la pronta reacción a laventilación no llega a mejorar las condiciones.

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - - - - - - -




Ventilación Natural Vertical aka “Taking the lid off”

• Una apertura en la zona de máxima presión del incendio facilita la salida de gases.

• Implica acceder y trabajar en un cubierta debilitada.

• Técnica tradicional en EE.UU., no así en Europa donde la tipología de estructurano lo permite.

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - - - - - - -




Ventilación Natural Vertical aka “Taking the lid off”

Video: LAFD Vertical Ventilation (LA Fire @Youtube)http://www.youtube.com/watch?v=FQFny1l4V-U


http://www.youtube.com/watch?v=FQFny1l4V-U


http://www.youtube.com/watch?v=FQFny1l4V-U%20


Ataque en Presión Positiva Ofensivo

• El flujo de gases generado por un ventilador pasa por el foco del incendio.

• La atmosfera interior cambia con bruscamente para facilitar la extinción.





Video: Brandskydd - PPV Swefan övertrycksfläktar https://www.youtube.com/watch?v=DmyYSnucewM


https://www.youtube.com/watch?v=DmyYSnucewM


https://www.youtube.com/watch?v=DmyYSnucewM


APP Ofensivo vs ventilación natural

Video: Test PPV vs Natural – Kerber NISThttp://www.youtube.com/watch?v=NfcD2iRq53Y


http://www.youtube.com/watch?v=NfcD2iRq53Y


http://www.youtube.com/watch?v=NfcD2iRq53Y%20


Ataque en Presión Positiva Defensivo

• El flujo de gases generado por un ventilador no pasa por el foco del incendio.

• El incendio es confinado y los gases de incendio acumulados en el resto de laestructura son evacuados rápidamente para facilitar el rescate y el control de lapropagación.




Patrones de ventilación

• Antiventilación



• Ataque en Presión Positiva Ofensivo

• Ataque en Presión Positiva Defensivo




La combinación de herramientas,técnicas y tácticas permite operacions

mas seguras, eficientes y eficaces.

3T Firefighting




BASE TÉCNICA




La lucha contra incendios es un arte basado en la ciencia.

“Firefighting is an art informed by science.”Peter McBride – Ottawa Fire Services (Canada)




• La Termodinámica y la Dinámica de Fluidos rigen el comportamiento y desarrollode un incendio.

• En la práctica existen herramientas de simulación (Fire Dynamics Simulator - NIST)permiten el análisis de un incendio a partir de las Ecuaciones de Navier-Stokes.

Comportamiento y desarrollo de un incendio




CALENTAMIENTO GAS

EXPANSIÓN ↑↑↑ V ↓↓↓ DENSIDAD

Termodinámica y Dinámica de fluidos




GAS CALIENTE

↓↓↓ DENSIDADEFECTO FLOTABILIDAD






DISPERSION DE GASES DE INCENDIO

RECINTO CONFINADOEFECTO FLOTABILIDAD




DIFERENCIALES DE PRESIÓN

DESPLAZAMIENTO HACIA ZONAS DE MENORPRESIÓN SEGÚN GRADIENTE MÁXIMO


+ + + + + ++ + + + + ++ + + + + +

- - - - - -- - - - - -- - - - - -




Principio de Conservación de la Energía (1ª ley de la Termodinámica)

• La energía total de un sistema aislado no sufre cambios.• La energía no se crea ni se destruye pero cambia de forma.

Σ (Ei t=0

) = Σ (Ei t=n

)

Equímica-inicial

= Equímica-final

+ Calor emitido





Ley de Thorton

• Establece la cantidad de energía procedente de la combustión de materiaorgánica en base al consumo de oxígeno: 13.1kJ/g de oxígeno.

• La energía liberada por un incendio depende de la disponibilidad deoxígeno.

E = 13.1kJ/gO2

· mO2

E = 13.1kJ/gO2

· 1429gO2

/m³O2

· 21% · Vaire

=

E = 3.931MJ/m³· Vaire





Principio de Conservación de la Masa

• La masa total de un sistema aislado no sufre cambios.• La masa no se crea ni se destruye pero cambia en su disposición.

Σ (mi t=0

) = Σ (mi t=n

)

msaliente

= m entrante

+ m sólido→gas


<10%




Principio de Conservación de la Masa

msaliente

= m entrante

+ m sólido→gas

“Las gallinas que entran por las que salen”


<10%

mentrante

msaliente

m→ gas




Ley de los Gases Ideales

• En un gas ideal Presión (P), volumen (V) y temperatura (T) estánvinculados.

• Modelo suficientemente aproximado para el uso en el estudio de incendios.

P V = n R T

P V / T = constante





Ecuación de Bernuolli

• Formulación del Principio de Conservación de la Energía en conduccionesde fluidos ideales (no turbulentos e incompresibles)

• Modelo suficientemente aproximado para el uso en el estudio de incendios.

P + ρ g h + ½ ρ v² = constante

ΔP = ½ ρ Δv²





Flujo de Gases (Flowpath)

• Volumen de aire en movimiento en un incendio.• ruta fría → desde la entrada hasta el foco

• ruta caliente → desde el foco a las salida

Ruta fría

Rutacaliente




Flujo de Gases Unidireccional

• El flujo de gases tiene un desarrollo a lo largo de una linea definida en la que nose superponen ruta caliente y ruta fría.

• Propios de ventilación natural vertical o ventilación por presión positiva.

• Permite la progresión interior en mejores condiciones.

Ruta fría

Rutacaliente




Flujo de Gases Bidireccional

• El flujo de gases se desplaza en sentidos contrarios en un plano transversal: rutacaliente en la parte superio y ruta fría en la parte inferior.

• Propios de ventilación natural horizontal.

• Evitar la progresión interior en zonas sometidas a flujos bidireccionales.




Evolución del flujo de gases

Video: Svensson - Scale model flowpath natural ventilation and PPAhttps://www.youtube.com/watch?v=FflBbGzmWLI


https://www.youtube.com/watch?v=FflBbGzmWLI


https://www.youtube.com/watch?v=FflBbGzmWLI


Identificar, observar y modificar el flujo de gases

es la base de un planteamiento táctico.




Incendio Confinado

• Incendio sin aperturas al exterior.

• La energía total que el incendio libera depende del volumen interior (Vi).

E = 3.931MJ/m³aire

· Vi

Vi




Incendio Ventilado

• Incendio con alguna apertura al exterior.

• La energía total que el incendio libera depende del volumen interior (Vi) y elvolumen de intercambio gaseoso (Ve).

E = 3.3MJ/m³aire

· ( Vi + Ve)

Vi Ve




Evolución de un Incendio

ºC

tiempo

INCENDIOLIMITADO PORVENTILACIÓN

INCENDIOLIMITADO PORCOMBUSTIBLE




Evolución de un Incendio

Video: Dry Scotch Pine Tree Fire – NISThttp://www.youtube.com/watch?v=yv5NtpkthVE


http://www.youtube.com/watch?v=yv5NtpkthVE


http://www.youtube.com/watch?v=yv5NtpkthVE%20


Evolución de un Incendio (Tª vs tiempo)

ºC

tiempo

FLASHOVER




Incendio Limitado por el Combustible (ILC)

ºC

tiempo

COMBUSTIBLE

COMBURENTE

CALO

R

Incendio en el que la emisión de calor y su crecimientoestán limitados por características del combustible(cantidad y distribución), habiendo una proporciónadecuada de aire para la combustión.Fuente: NFPA 921, 2008, 3.3.79




Incendio Limitado por la Ventilación (ILV)

ºC

tiempo

COMBUSTIBLE

COMBURENTE

CALO

R

Incendio en el que la emisión de calor y su crecimientoestán limitados por la cantidad de aire disponible.Fuente: NFPA 921, 2008, 3.3.176





Q = mc · Hc

Q → Potencia del incendio [MW]

mc →Masa que entra en combustión [kg/s]

Hc → Poder calorífico del combustible [MJ/kg]

Ejemplo:

mc= 1kg/min = 0.0167g/s

Hc = 20 MJ/kg

Q = 0.0167g/s · 20 MJ/kg = 0.333MW





Q = k · Hc · A · h ½

Q → Potencia del incendio [MW]

Hc → Poder calorífico del combustible [MJ/kg]

A → Area de la apertura de ventilación (m²)

H → Altura de la apertura de ventilación (m)

k → Contante (k=0.092)

Ejemplo:

A = 2m² ; h = 2m

Hc = 20 MJ/kg

Q = 0.092 · 20MJ/kg · 2m² ·2½ = 5.18MW




Quien controla el aire, controla el incendio.

“Qui contrôle l'air contrôle le feu.”Stephàne Morizot – SDIS78 (Yvelines, France)




¿ILC o ILV?

Photo: Stephàne Morizot – SDIS78 (Yvelines, France)




Incendio Infraventilado

• Incendio que queda limitado por la ventilación (ILV) sin transcurrir por una etapade flashover.

• Incendio confinado o con muy pocas aperturas de ventilación.

• Plano neutro casi a nivel de suelo. Condiciones de superviviencia muy bajas.

• La mayoría de los incendios actuales son incendios infraventilados.




Evolución de un Incendio Ventilado

tiempo

600ºC -

50ºC -

FlashoverTª

Q

10 MW -

Incendio con flashover Incendio infraventilado




Evolución de un Incendio Ventilado vs Infraventilado

tiempo

600ºC -

50ºC -

FlashoverTª

Q

Tª

Q

10 MW -

Incendio con flashover Incendio infraventilado




Evolución de un Incendio Infraventilado

tiempo

600ºC -

Tª

50ºC -

10 MW -

Q

ILVILC




Evolución de un Incendio Confinado

tiempo

600ºC -

Tª

21% 0₂ -

0₂50ºC -

5% 0₂ -

10 MW -

Q

ILVILC





tiempo

600ºC -

Tª

21% 0₂ -

0₂50ºC -

visibilidad

100% -

5% -

5% 0₂ -

10 MW -

Q

ILVILC





tiempo

600ºC -

Tª

21% 0₂ -

0₂50ºC -

visibilidad

1200ppm(IDLH) -

100% -

5% -

10000ppm -

5% 0₂ -

10 MW -

Q

ILVILC

CO




• Buena visibilidad

• Colchón de aire respirable en zonas bajas

• ↓↓↓ gases tóxicos (CO, HCN)

• combustión completa

• ↓↓↓ radiación del colchón de gases

• Foco fácilmente localizable

ºC

tiempo

ENTORNO MASSEGURO





• Falta visibilidad

• Atmósfera no respirable

• ↑↑↑ gases tóxicos (CO, HCN)

• ↑↑↑ radiación del colchón de gases

• Dificultad para localizar foco

• ↑↑↑ productos incompletos combustión

• Riesgo backdraft

ºC

tiempo

HUMO

ENTORNO DERIESGO





¿Cómo pasar de un ILV a un ILC?




+

Expulsando los gases deincendio de la estructura

Aplicando agua para evitar elcrecimiento del incendio por el

aporte de oxígeno y la pirolizaciónde combustibles sólidos

¿Cómo pasar de un ILV a un ILC?




Reacción a la ventilación

Video: House Fire Furnishing Comparison – UL http://www.youtube.com/watch?v=4caM9dZwGL0


http://www.youtube.com/watch?v=4caM9dZwGL0


http://www.youtube.com/watch?v=4caM9dZwGL0



ºC

tiempo

combustible tradicional

24:00puertaabierta

20:00ILV 32:30

flashover

8:30

10:20flashover





ºC

tiempo

combustible moderno

combustible tradicional

24:00puertaabierta

20:00ILV 32:30

flashover

8:30

2:00

361ºC5:00ILV

8:05puertaabierta

10:20flashover





Video: Shop fire in Dalkey County (Dublin)https://www.youtube.com/watch?v=frpBMAMJbPY


https://www.youtube.com/watch?v=frpBMAMJbPY


https://www.youtube.com/watch?v=frpBMAMJbPY


“... recordar que ya no estamos ante elfuego de nuestros abuelos.”

Steve Kerber – UL FSRI (Nortbrook, EE.UU.)




Diferenciales de presión en incendios

Plano neutro

Valores típicos de diferencial de presión (ΔP) con el exterior en un incendioventilado.

ΔP = Pinterior

- Patmosférica

+ 30 Pa

+ 15 Pa

- 15 Pa

+ 0 Pa

- 15 Pa

+ 30 Pa

Fuente: Basado en datos de “Effect of Positive Pressure Ventilation on a Room Fire” - Kerber & Walton, 2005

ΔP




Evolución del diferencial de presión (ΔP) con el exterior en un incendioconfinado.

Fuente: Study of the Effectiveness of Fire Service Vertical Ventilation and Suppression Tactics in Single Family Homes – Kerber, UL FSRI – 2013

ΔP

el incendio alcanza el estado delimitado por la ventilación

tiempo

0

75

30

-10

ΔP

+ 0 Pa





Los incendios limitados por la ventilación (ILV) pueden experimentardiferenciales de presión negativos en algún momento de su desarrollo.

→ La ausencia de humo puede ser signo de ausencia de incendio perotambién de la existencia de un incencio ILV.

ΔP

presiones negativas enun ILV

tiempo

0

75

30

-10

No se aprecia humo...




Valores típicos de diferencial de presión (ΔP) con el exterior en un recintosometido a ventilación por presión positiva.

La relación entre la salida y la entrada (R) tiene una influencia decisiva. En determinadas situaciones donde sebusca un aumento de la presión interior (contra la propagación o con vientos considerables) deberá reducirse R.

+ 15 a 30 Pa

+ 0 Pa

R relación entrada/salida

ΔP

21

30 Pa

12 Pa


ΔP




Valores típicos de diferencial de presión (ΔP) con el exterior durante un Ataqueen Presión Positiva.

+ 60 Pa

+ 15 Pa

+ 60 Pa

+ 45 Pa

+15 Pa

+ 0 Pa

Fuente: Basado en datos de “Effect of Positive Pressure Ventilation on a Room Fire” - Kerber & Walton, 2005


ΔP




m/s

Valores típicos de diferencial de presión (ΔP) con el exterior en un recintosometido a ventilación por presión positiva.

A lo largo del pasillo de aire la velocidad (v) aumenta y por tanto la presión se reduce.

+ 30 Pa

+ 30 Pa+ 30 Pa

+ 30 Pa

- 2 Pa

- 5 Pa

- 10 Pa

- 15 Pa

- 0.5 Pa

+ 2

5 P

a+ 30 Pa

+ 15 Pa

+ 20 Pa





TÉCNICASDE INTERVENCIÓN




Técnicas de Intervención en Incendios de Interior

• Aplicación de Agua

• Control de la Ventilación

• Otras

• Ataque Indirecto

• Ataque Directo

• Enfriamiento de Gases

• Control Exterior Propagación

• Ataque Exterior Ofensivo“Ablandado”







• Otras

• Confinamiento



• Ventilación VPP Ofensiva

• Ventilación VPP Defensiva

• Presurización







• Otras

• Acceso a través de puerta

• Rastreo sin visibilidad

• Control de puerta




Técnicas de Intervención basadas en laAplicación de Agua

Foto: Lars Ågerstrand – Firegear.co.uk




Ataque Indirecto

• Inundación de un recinto con vapor de agua desde un punto exterior seguro.

• El objetivo es la extinción.




Ataque Directo

• Aplicación de una película de agua sobre los combustibles para interrumpir lapirólisis y evitar la inflamación.

• El objetivo es la extinción.




Enfriamiento de Gases

• Refrigeración y dilución del colchón de gases de incendio.

• El objetivo de proveer seguridad para el avance. NO es una técnica de extinción.

23

11




Efectividad en la aplicación de agua

• La efectividad en la aplicación de agua depende en gran medida del hecho de quese produzca evaporación.

• La evaporación puede suponer hasta el 85% de la absorción de calor.

La evaporación requiere unagran absorción de energía




Control Exterior Propagación

• Aplicación de una película de agua sobre los combustibles con el objetivo delimitar la propagación del incendio.




Ataque Exterior Ofensivo “Ablandado”

• Aplicación de un chorro sólido de agua contra una superficie interior deforma que no se altere el flujo de gases con el objetivo de reducir la potencia delincendio desde un a posición segura exterior.

Chorro sólido al techoRuta de salida de gases libre

Duración y caudal según situación




Foto: Los Angeles County Fire Department TSS





500°F → 300°FRear Room

600°F → 300°FMiddle Room

1400°F → 200°FKitchen

550°F → 300°FHallway

EXP

OSU

RE 1

Water Application


Fuente: Governors Island – NIST, UL, FDNY – 2012





• Mejora las condiciones de temperatura en toda la estructura

→ Caidas de temperatura cercanas al 50%

• Aumenta las probabilidades de supervivencia de víctimas

→ Incluso en el cuarto del incendio; ¿qué probabilidades hubiera habido si no?

• Facilita el ataque al incendio por el interior

Evidencia científica:“Effectiveness of Fire Service Vertical Ventilation and Suppression Tactics in Single Family Homes” – UL FSRI – 2013"Impact of Ventilation on Fire Behaviour in Legacy and Contemporary Residential Construction" – UL FSRI – 2010Governors Island – NIST, UL, FDNY – 2012





Video: Transitional Attack – High Rise Los Angeleshttps://www.youtube.com/watch?v=yKkjw6cM8hI


https://www.youtube.com/watch?v=yKkjw6cM8hI


https://www.youtube.com/watch?v=yKkjw6cM8hI



Video: Transitional Attack – Londonhttps://www.youtube.com/watch?v=VB_KIT2FyYI


https://www.youtube.com/watch?v=VB_KIT2FyYI


https://www.youtube.com/watch?v=VB_KIT2FyYI



No bloquear la salida de gases para no desplazar vapor de agua y gasesde incendio por el interior.




Transitional Attack “Softening the target”

Video: Hose Stream Comparison – NISThttps://www.youtube.com/watch?v=P1kjCf_8vFo


https://www.youtube.com/watch?v=P1kjCf_8vFo


https://www.youtube.com/watch?v=P1kjCf_8vFo



Video: Exterior attack gone wrong – Australiahttps://www.youtube.com/watch?v=N7dNPWvcl7U


https://www.youtube.com/watch?v=N7dNPWvcl7U


https://www.youtube.com/watch?v=N7dNPWvcl7U


Caudal Crítico de Extinción

• Caudal Crítico de Extinción es el caudal disponible mínimo para conseguir laextinción de un incendio sin considerar un límite de tiempo para ello.

caudal

Caudal Crítico

tiem

po e

xtin

ción




Caudal Óptimo de Extinción

• Caudal Óptimo de Extinción es el caudal disponible para conseguir la extinción conel mínimo gasto de agua.

Caudal Crítico

tiem

po e

xtin

ción

caudal

volu

men

de

agua

em

plea

do

Caudal Óptimo




Caudal de Extinción

Caudal disponible recomendado:

• Francia → 500LPM (legislado)

• USA → 378LPM (NFPA1410)

• Grimwood sobre datos estadísticos en Reino Unido → 24LPM/MW

• Grimwood / Barnnet para espacios >100m² → 5LPM/m²

Una linea de 25mm con un caudal máximo de 150LPM tiene unacapacidad de extinción (recomendación Grimwood) de 6.25MW Un incendio con una apertura de ventilación de 2.5 m² puede superar facilmente 6.25MW de potencia




¿Ø25mm?¿150LPM?¿6.25MW?

Foto: Mondejar 2014 – CEIS Guadalajara




¿Ø25mm?¿150LPM?¿6.25MW?

Foto: C/ Pablo Iglesias, Zaragoza 2013




Técnicas de Intervención basadas en elControl de la Ventilación

Foto: Eugenio Martínez – CEIS Guadalajara.




Antiventilación

• La potencia del incendio depende del área de ventilación (A)

Q = k · Hc · A · h ½

¡¡ Cierra la puerta !!




Antiventilación

• Cerrar puerta de acceso y huecos practicables.

• Cortinas de bloqueo de humo.

Foto: Dr. Michael Reick




HUMOGases de Incendio





Situación a la llegada al incendio...

El escenario mas probables es un Incendio Infraventilado (incendio limitado por la ventilación que no ha sufrido flashover)




...dos posibles maneras para progresar por interior

ATAQUE ENPRESIÓN POSITIVA

EXTINCIÓNESPACIOS

CONFINADOS




Extinción en Espacios Confinados

ºC

tiempo

Llegadadotación

Progresióninterior

Llegada a la zonade incendio

Enfriamiento Gases

Localización focoAtaque Directo




Ataque en Presión Positiva

tiempo

ºC

Llegadadotación

Evaluación einicio maniobra

Arranqueventilación

Localización de focoAtaque Directo

Progresión interior




Intervalos de supervivencia para víctimas

ºC

tiempo

• El rango de supervivenvia de víctimas se sitúa en 6-12 minutos paradormitorios con la puerta abierta, dependiendo de la configuración de la vivienda, laposición del dormitorio y la localización del foco.

• El estado de Incendio Limitado por Ventilación se alcanza en 5 minutos.

Fuente: Study of the Effectiveness of Fire Service Vertical Ventilation and Suppression Tactics in Single Family Homes – Kerber, UL FSRI – 2013

Condiciones desupervivencia aceptables




¡Es una cuestión de tiempo!

ATAQUE ENPRESIÓN POSITIVA

EXTINCIÓN ESPACIOSCONFINADOS

ºC

tiempo

ºC

tiempo





• Apertura de entrada y salida de gases al mismo nivel generando unflujobidireccional para la evacuación de gases de incendio.

• En los incendios actuales tiene una utilidad limitada: la pronta reacción a laventilación no llega a mejorar las condiciones.

+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

- - - - - - - - - - - - - - - - -





Video: Svensson - Scale model natural ventilation, biderectional flows https://www.youtube.com/watch?v=q0nQWeR0qL8


https://www.youtube.com/watch?v=q0nQWeR0qL8


https://www.youtube.com/watch?v=q0nQWeR0qL8



• El empleo de cortinas de bloqueo de humo permite transformar flujos de gasesbidireccionales en unidireccionales.




Ventilación Natural Vertical

• Apertura de entrada y salida de gases a distinto nivel generando unflujounidireccional para la evacuación de gases de incendio.




Ventilación Natural Vertical

• Caudal de salida (Qex

) en una ventilación vertical (flujo unidireccional) en función de

la relación (R) entre el tamaño de salida (Ae) y el de entrada (A

i).

R = Ae / A

i

Qex

1

Qex max

2 0,5

R=0.5 → 90%R=1.0 → 71%R=2.0 → 50%

Para una entrada el doble quela salida (R=0.5) el

rendimiento es del 90%

Ae

Ai

Qex





• Ataque coordinado a un incendio empleando técnicas de ventilación por presiónpositiva y aplicación de agua cuyo objetivo es la extinción y/o el rescate devíctimas.

• Se crea un flujo de gases unidireccional sobre el foco del incendio.• Un flujo de gases suficiente permite una mejora substancial de las condiciones.




Referencia histórica1926 Se inventa un aparato para extrer el humo de incendios (Grand Rapids). →

1954 Primeros documentos sobre el uso de extractores en “modo inverso” (LAFD).

1980 Chief Cliff Allmon pionero en el ataque en presión positiva (Kern County).

1987 Desarrollo de ventiladores específicos sobre la base de los empleados en globos aerostáticos.

1990 Evolución de las técnicas de APP Ofensivo de la mano de Kriss Garcia.

2000 Se desarrollan en Europa las técnicas de APP Defensivo.

2003 Los estudios de NIST sobre ventilación (Kerber, Madryzkowski) a los que siguen los experimentos y artículos de Svensson, Ezekoye and Nicks permiten avanzar las técnicas de APP ofensivo.

2013 Underwriters Laboratories comienza un estudio a gran escala sobre APP.



Ventilación de Incendios – Arturo Arnalich, Oficial Técnico CEIS Guadalajara. [email protected] – Mayo 2013 rev 6 2014.09 132Cómo




Desarrollo de un APP Ofensivo

Valoración 360º perimetral + (valoración interior)




VentiladorLinea de agua en carga





Apertura de salida de gases, después ventilador“Dejen salir antes de entrar”





Progresión rápida





Localización de víctimas → Rescate





Localización foco → Extinción





El APP mejora las condiciones interiores

Video: Austin Fire Departmenthttp://www.youtube.com/watch?v=Wnk3H-T-dMY


http://www.youtube.com/watch?v=Wnk3H-T-dMY


http://www.youtube.com/watch?v=Wnk3H-T-dMY%20


APP Ofensivo

Video: PPA Instructor Academy, Bakersfield (CA) - 2013http://www.youtube.com/watch?v=hHEjXUk3mts


http://www.youtube.com/watch?v=hHEjXUk3mts


http://www.youtube.com/watch?v=hHEjXUk3mts%20


Primero la salida, después la entrada

“Dejen salir antes de entrar”WTF – What the Fuck, Windows Then Fan

¡FLASHOVER INDUCIDO POR LA VENTILACIÓN!




Primero la salida, después la entrada

Video: Svensson - Scale model PPA for Fire no exhaust at firsthttps://www.youtube.com/watch?v=FZOc8m-HLWQ


https://www.youtube.com/watch?v=FZOc8m-HLWQ


https://www.youtube.com/watch?v=FZOc8m-HLWQ


Entrada

• Una sola entrada

• Generalmente la puerta de entrada

• Tamaño óptimo 1,6m² (para ventiladores 20'' aprox. 40000m³/h)

• Para entradas de gran tamaño emplear ventiladores en paralelo




Huella de un ventilador

Video: Fan model Smokeview – Madrzykowski, NIST 2003http://www.youtube.com/watch?v=e2Om-RLVwyA


http://www.youtube.com/watch?v=e2Om-RLVwyA


http://www.youtube.com/watch?v=e2Om-RLVwyA



Imágenes: Madrzykowski, NIST 2003





v>10m/s P>60Pa

v=7m/s P=30Pa

v=4m/s P=10Pa

• Dos zonas bien definidas en la huella de un ventilador:

Cono de alta velocidad – v>10m/s P>60Pa

Bulbo de aire arrastrado – Velocidad y presión decrecen de forma concéntrica.

• Velocidad (v), presión (P) y densidad (ρ) quedan relacionados por la Ec Bernuolli

P = ½ · ρ · v ² → v = √ 2 · P / ρ




Ventiladores cono abierto vs cerrado

• Gran parte del aire que el ventilador mueve lo hace por succión al flujoprincipal (efecto Venturi)

• Cono cerrado vs Cono abierto → no implica por sí, mayor capacidad

VENTILADORES DE CONO ABIERTO↓ velocidad

↑ perímetro de conomenor ruido aerodinámico

VENTILADORES CONO CERRADO↑ velocidad

↓ perímetro de conomayor distancia colocación




Distancia colocación ventilador

• Depende de su diámetro, diseño y tamaño de la entrada a presurizar.

• Para cada modelo un valor.

VENTRY 20GX160

3m

LEADER MT236

4m

TEMPEST SP-18-H-200

3m

30000m³/h AMCA43100m³/h LH 5.5HP – 42kg

30000m³/h5.5 HP – 33Kg

Ejemplos de los ventiladores mas comunes en operaciones de APP. Valores de distancia para un hueco de 2,0x0,9m.Los datos sobre rendimiento ofrecidos por los fabricantes pueden estar medidos según distintos standards y no ser comparables entre sí.

TEMPEST DD-21-H-6.5

27000m³/h AMCA5.5 HP – 40Kg

34000m³/h AMCA6.5 HP – 39Kg

1.8m




Distancia colocación ventilador

• Preferible en exceso que en defecto.

• Distancias muy reducidas generan “cortocircuito”.

Fuente: Cold flow test at Groupe Leader development facility at Octeville-sur-Mer (France) – Arturo Arnalich, 2013

NO




Ellección de un ventilador

La mayoría de ventiladores de 18'' o mayores tienen capacidad suficiente (caudal) para llevar a cabo un APP en una vivienda de tamaño medio,

independientemente del año de fabricación, tipo de cono, tecnología o fabricante.

A partir de cierta capacidad (25.000m³ AMCA), otros factores del ventiladorinfluyen de manera mas importante: peso, ruido, distancia de colocación,

facilidad de manejo, orientación, colocación en escaleras, etc..




“Barómetro” entrada

• Espacio en la parte superior de la entrada (aprox 25cm – 15%) donde las presionesejercidas por el ventilador son menores.

• Permite visualizar el comportamiento y evolución de la ventilación desde laentrada cuando el ventilador está colocado en una puerta a estancia con humo.

+ + + ++ + +

+ + + ++ + +

Barómetro





• Reflujo constante = salida insuficiente, ventilador insuficiente, puerta cerrada

PARAR INMEDIATAMENTE LA MANIOBRA

Barómetro





Video: Bakersfield PPA Academy 2013http://www.youtube.com/watch?v=UDVoaCsf-tg barometer behavior @1:30


http://www.youtube.com/watch?v=UDVoaCsf-tg


http://www.youtube.com/watch?v=UDVoaCsf-tg


Salida

• Lo mas cercana al foco del fuego

• Óptimo a partir de 1,5 veces la entrada. Por encima de 2 veces inapreciable.

• Puede ser una o múltiples siempre que no generen perdida de carga.

+

+

+

+

+

+

+ +

+ + + +

+

+

+

+

+

+

+ +

+ + + +

NO

+ + +

+ +

+ + +




Tamaño de la salida de gases

El caudal de salida aumenta con el tamaño de la salida.

Se puede calcular una expresión para el caudal de salida (Qex

) basada en la relación (R) entre los tamaños de

salida (Ae) y entrada de gases (A

i) despreciando el efecto del incendio sobre la dinámica de la ventilación.

R = Ae / A

i

Q

ex = C · R / √ 1 + R²

donde C es función del flujo del ventilador, su diámetro, la geometría de la entrada y el coef. de perdida de presión

El 90% del caudal máximo de salida seconsigue cuando la salida de gases es

el doble que la entrada (R=2)

Qex

2

R=0.5 → 45%R=1.0 → 71%R=1.5 → 83%R=2.0 → 89%R=3.0 → 95%R=4.0 → 97%

R = Ae / A

i

10.5





La relación entre el tamaño de salida de gases y el caudal de salida es intuitiva pero elcálculo analítico de una expresión que recoja todos los factores implicados es muycompleja:

→ Mayor salida implica mayor caudal salida.

→ El tamaño de salida no determina en exclusiva el caudal de salida sino que también depende en gran medida del tamaño de la entrada.

→ Tamaño de entrada o de salida pequeño puede implicar mezcla.





Presión en un recinto debido a la ventilación por presión positiva

Se puede calcular una expresión para el incremento de presión interior (ΔP) basada en la relación (R) entre lostamaños de salida (A

e) y entrada de gases (A

i) despreciando el efecto del incendio sobre la ventilación.

R = Ae / A

i

ΔP

= C' · 1 / (1 + R² )

donde C' es función del flujo del ventilador, su diámetro, la geometría de la entrada y la densidad del fluido

Cuando la salida de gases es el dobleque la entrada (R=2), la presión cae a

un 20% del máximo teórico

ΔP

2

R=0.5 → 80%R=1.0 → 50%R=1.5 → 30%R=2.0 → 20%R=3.0 → 10%R=4.0 → 6%

1 R = Ae / A

i





Caudal y presión son parámetro antagonistas en una ventilación por presiónpositiva.

ΔP

21

P + ρ g h + ½ ρ v² = constante

R = Ae / A

i

Qex




Espera de seguridad

• Permite evaluar el funcionamiento de la ventilación antes de entrar.

• El equipo de intervención accede con mejores condiciones interiores.

• Reduce consecuencias en caso de backdraft o flashover inducido por ventilación.

• 10 a 30 segundos dependiendo del volumen de la estructura y condiciones.

• Realizar espera de seguridad en “zona segura”.




Pérdidas de carga

Las pérdidas de carga pueden tener distintos origenes

• Mal sellado

• Rozamiento por pasillos

• Volumen de la estructura

+

+

+

+

+

+

+ +

+ + + +

Solución: Cierre de huecos innecesarios Combinación ventiladores





• Mal sellado



Pérdidas de carga

Solución: Combinación ventiladores





• Mal sellado



La pérdida decarga no se produce por el volumen en si,sino por el aumento proporcional del mal sellado yrozamiento.

Pérdidas de carga

Solución: Combinación ventiladores




Perdidas de carga por volumen

• Multiplicar volumen x 10 = reducir rendimiento ventilación 50% (Según el experimento recogido en Investigating Positive Pressure Ventilation - Ezekoye, Svensson & Nicks – RHC - 2007)

• Otros factores distintos al volumen del espacio tienen mas influenciaen el desarrollo de un APP.

10 x m³

x m³




Combinación de ventiladores

El trabajo simultáneo de dos ventiladores permitecompensar las perdidas de carga.

Varios esquemas:

• 2 ventiladores en serie puerta de entrada• 2 ventiladores en “V” puerta de entrada• 2 ventiladores en serie a lo largo del flujo




Combinación de ventiladores2 VPP en SERIE

EN PUERTA ENTRADA

+ 6%

2 VPP en SERIEEN ALTURA

hasta +100%

2 VPP en PARALELO “V”EN PUERTA ENTRADA

+ 35%

Fuente: Experimentos en el centro de investigación de Groupe Leader en Octeville-sur-Mer – Arturo Arnalich, 2014




APP Ofensivo + “Ablandado”

• APP puede combinarse con un Ataque Exterior Ofensivo.

• Ayuda a enfriar la atmósfera de todo el recinto y suaviza la reacción a laventilación.

• Reduce el riesgo flashover inducido por la ventilación.




APP Ofensivo + (Enfriamiento Gases / Ataque Indirecto)

• Se puede realizar un Enfriamiento de Gases o un Ataque Indirecto previo alAPP.

• Ayuda a enfriar la atmósfera del recinto y suaviza la reacción a la ventilación.

• Reduce el riesgo de flashover inducido por la ventilación.




APP Ofensivo + (Enfriamiento Gases / Ataque Indirecto)

Video: PPA + Exterior streamhttps://www.youtube.com/watch?v=3KTPMi64L4U


https://www.youtube.com/watch?v=3KTPMi64L4U


https://www.youtube.com/watch?v=3KTPMi64L4U


APP Ofensivo + Enfriamiento Gases

• Se puede realizar un Enfriamiento de Gases durante el APP.

• Ayuda a enfriar la atmósfera de todo el recinto y suaviza la reacción a laventilación.

• Reduce el riesgo de flashover inducido por la ventilación.




Influencia del viento

Presión eólica sobre una edificación Según NBE-AE88, Art. 5.4, cubierta a 40º

0,8 · Pwb

La presión eólica Pwb

viene dada por la expresión

Pwb

= ½ · ρ · v ²

0,4 · P wb- 0,4 · P

wb

- 0,4 · Pwb

viento

Barlovento Sotavento




Presión eólica sobre una edificación – Ejemplo con v=6m/sSegún NBE-AE88, Art. 5.4, cubierta a 40º

18 Pa

Ventilando a favor del viento → Pwb@entrada

- Pwb@salida

= +27Pa → ventaja de 27 Pa

Ventilando en contra del viento →Pwb@entrada

- Pwb@salida

= -27Pa→ obstáculo de 27 Pa

9 Pa -9 Pa

-9 Pa

6 m/s = 21.6km/h

Barlovento Sotavento





Durante un APP la presión en el interior (Pinterior

) de la edificación es el saldo de la

presión que aporta el ventilador y la presión eólica sobre el edificio.

Pinterior

= ΔPvent

+ ( Pwb@entrada

- Pwb@salida

)

En situaciones de viento en contra reducir la relación salida/entrada aumenta lapresión interior y permite vencer la presión del viento.

R relación entrada/salida

Pinterior

ΔP

Pwb@entrada

- Pwb@salida





• Buscar configuraciones en las que el viento sea favorable.

• Buscar salidas a 90º que permitan que el viento sea menos desfavorable.

viento

NO

viento

viento

?

viento

FAQ #8: Influencia del viento




Valorar el empleo de APP con viento en contra mayor a 4 m/s ~15km/h

Valores bajo de R para contrarestar el viento pueden suponer una ventilación poco efectiva → mezcla de gases.

Valores altos de R dejan un saldo de presión insuficiente para realizar la ventilación → mezcla de gases

R

ΔP

2

27Pa → v = 6 m/s (22km/h)

1

12Pa → v = 4 m/s (14km/h)

48Pa → v = 8 m/s (29km/h)




Ataque en Presión Positiva Defensivo

• Ataque coordinado a un incendio empleando técnicas de ventilación por presiónpositiva cuyo objetivo es el rescate de víctimas, el control de la propagación y lalimpieza de rutas de tránsito de bomberos y personal.

• Se crea un flujo de gases unidireccional que no transcurre sobre el foco delincendio.




APP Defensivo (Rescate)

+

+

+

+

+

+

+ +

+ + + +

• Objetivo: rescate y localización de víctimas.

• Siempre que sea posible confinar el incendio previamente.




APP Defensivo (Rescate) – Incendio no confinado

+

+

+

+

+

+

+ +

+ + + +

En la entrada al recinto de incendio existe un flujo bidireccional, que alimenta el incendio e inunda de gases el restode la estructura.

¿Es posible aplicar un APP para el Rescate sin confinar el incendio?

FLUJO BIDIRECCIONAL





+

+

+

+

+

+

+ +

+ + + +

En el recinto de incendio se mantiene el flujo bidireccional, no hay mayor alimentación ni mayor salida de gases.

El APP para el Rescate es posible pero deberá confinarse el incendio encuanto sea posible y en caso contrario controlar el incendio.

FLUJO BIDIRECCIONAL

La misma presiónfavorece la salida de

gases e impide laalimentación

+ +

+ +

+ + +

+ +

+ +





Video: Svensson - Scale model PPA for Life fire room not isolated https://www.youtube.com/watch?v=OCVciZ-hhsE


https://www.youtube.com/watch?v=OCVciZ-hhsE


https://www.youtube.com/watch?v=OCVciZ-hhsE


+

+

+

+

+

+

+ +

+ + + +

+

+

+

+

+ +

+

+

+

+

+

+

APP Defensivo (Progresión)

• Objetivo: limpiar la ruta de evacuación ocupantes y acceso para bomberos.






• Objetivo: limpiar la ruta de evacuación ocupantes y acceso para bomberos.






Video: Fire without PPV - NYUPolyFireResearch https://www.youtube.com/watch?v=7OTgqeiQvR4

Video: Fire with PPV – NYUPolyFireResearchhttps://www.youtube.com/watch?v=ZH5ZUvbWItc


https://www.youtube.com/watch?v=7OTgqeiQvR4

https://www.youtube.com/watch?v=ZH5ZUvbWItc


https://www.youtube.com/watch?v=7OTgqeiQvR4

https://www.youtube.com/watch?v=ZH5ZUvbWItc


Presurización

+ + + + + + + + + ++ + + + + + + + + ++ + + + + + + + + +

+ + + + + + + + + ++ + + + + + + + + ++ + + + + + + + + +

• Empleo de un ventilador de presión positiva para generar diferenciales de presiónpositivos que eviten la propagación por convección.




Presurización

• Empleo de un ventilador de presión positiva para generar diferenciales de presiónpositivos que eviten la propagación por convección.

+ + + + + + +

+

+ + + + + + +

+ + + + + + + +

+ + + + + +

+ + + + + + +

+ + + + + + +

+ + + + + + +

+ + + + + + +

+ + + + + + +

+ + + + + + +

+ + + + + + +




Ataque Combinado a Incendio

• Ataque coordinado a un incendio empleando Ataque en Presión Positiva Ofensivo,Enfriamiento de Gases y Ataque Exterior Ofensivo de forma casi simultánea.

• Permite reducir los riesgos derivados de la reacción a la ventilación.• Evita el exceso de vapor sobre el personal en progresión interior.




Desarrollo de un Ataque Combinado

Valoración + (confinamiento de incendio)





Enfriamiento Gases + Ataque Exterior Ofensivo






+ + + + + + + +

+ + + + + + + +

+ + + + + + + +

+ + + + + + + +

+ + + + + + + +

+ + + + + + + +

+ + + + + + + +

+ + + + + + + +

+ + + + + + + +




RIESGOSMEDIDAS DE SEGURIDAD





FALTA VISIBILIDAD

INFLAMABILIDAD

CALOR

TOXICIDAD

PROPAGACIÓN

HUMO




Falta de visibilidad

La visibilidad permite:

• Operaciones de búsqueda y rescate más rápidas.• Progresión interior mas rápida para el control y extinción.• Mayor seguridad para los efectivos.




Inflamabilidad

• “Smoke is fuel” → No siempre es verdad

• Inflamabilidad humo = Inflamabilidad CO → Falso

• La inflamabilidad de los gases de incendio es muy compleja y depende demúltiples factores:

• Composición de los gases de combustión• Fracción de combustible (=cantidad de combustible en el humo)• Temperatura• Concentración oxígeno




Inflamabilidad – Composición de los gases de incendio

LII LSI TAICO 12% 74% 609ºC

Formaldehido 7% 73% 740ºC

HCN 6% 41% 538ºC

Partículassin quemar ?% ?% ?ºC

• Los gases de incendio están compuestos por multitud de sustancias en estadogaseoso y sólidos en suspensión.

• La composición de los gases de incendio dependen de:• tipo de combustible• desarrollo del incendio




Inflamabilidad – Temperatura y concentración de oxígeno

%combustible

temperatura

mezclas combustibles

humo muy rico en combustible

muy pobre en comburente

humo muy pobre en combustiblemuy rico en comburente

humo frio




Inflamabilidad – Temperatura y concentración de oxígeno

%combustible

temperatura

“Gas cooling” = ENFRIAR“Gas cooling” = DILUIR

Ventilación = ENFRIARVentilación = DILUIR




Inflamabilidad – Fracción de combustible

• La cantidad de combustible (=fracción de combustible) dentro de los gases delincendio condiciona la inflamabilidad del conjunto.

• La fracción de combustible depende de:• cantidad de combustible inicial• desarrollo del incendio → especialmente en Incendios Infraventilados

tiempo

ºC

fraccióncombustible

DESARROLLO NORMAL

flashover

tiempo

ºC

fraccióncombustible

INCENDIO INFRAVENTILADO

no hay flashover




Toxicidad

Concentraciones previsibles en unIncendio Limitado por Ventilación (ILV)

Incendio IDLH(*)

HCN 1000ppm >> 50ppm

CO 10.000ppm >> 1.200ppm

0₂ 15% ~ 14%

(*)IDLH (IPVS) = Inmediatamente Peligroso para la Vida y la Salud




Propagación

• El humo se propaga fácilmente aportando combustible ycalor a zonas no afectadas.

• El humo puede inflamarse al entrar en contacto con airefresco

• Aplicar agua con cuidado → Una aplicación excesiva puedeforzar el movimiento de gases a otras zonas.

1L agua ≈ al menos 1,6 m3 vapor agua

agua





HUMO

Visibilidad baja, dificultad para encontrar el camino de salida.

Progresión lenta, intervenciones mas largas.

Atmósfera no respirable.

Condiciones no aptas para la supervivencia de víctimas.

Condiciones no aptas para bomberos sin ERA.

Temperatura alta (el vapor de agua aumenta la transmisión).

Radiación del colchón de gases.

Atmósfera inflamable.

Backdraft y flashover inducido por la ventilación.

Desplazamiento del humo por el vapor de agua.

Propagación por causa del humo.

Baj

avi

sibi

lidad

Toxi

cida

d

Cal

or

Com

bust

ible

Prop

agac

ión





FALTA VISIBILIDAD

INFLAMABILIDAD

CALOR

TOXICIDAD

PROPAGACIÓN

EVOLUCIÓN

Ataque en Presión Positiva para la Extinción




Correcta ejecución de un APP Extinción

Aire fresco 20ºC

→ Apertura de la salida antes que la entrada. “Dejen salir antes de entrar”

→ Salida suficiente, buena relación entrada/salida. Efecto barrido.

→ El aire introducido (frío y denso) cae a las zonas bajas.

→ Minimización de turbulencias. Ausencia de zonas de mezcla.

→ Formación de una ”cuña de avance” .

Humo caliente500ºCCuña de avance

Aire fresco 20ºC




Correcta ejecución de un APP Extinción Humo caliente

500ºCCuña de avance

Aire fresco 20ºC

Simulación FDS – University of Texas at Austin




INCORRECTA ejecución de un APP ExtinciónMezcla de humo y aire fresco en

rango de inflamabilidad

→ Apertura de la entrada antes que la salida.

→ Ventilación no efectiva:

• ventilador insuficiente• viento desfavorable• salida de gases insuficiente• relación salida/entrada crítica

La mezcla puede situarseen rango de inflamabilidad




Crecimiento del incendio (ILV)

→ Realizar el barrido de humo (combustible) rápidamente.

100m2 ~ 250m3

Ventilador 36.000m3/h → 30'' (teoría) ~ 90'' (práctica)

→ Aplicar agua tan pronto sea posible con objeto evitar la pirolisis.

→ No empezar la maniobra sin tendido en listo y en carga.




Propagación del incendio

→ Asegurarse de que existe un ruta de gases previsible.

→ Vigilar y controlar el desplazamiento de gases.




Propagación del incendio

→ Refrigerar salida de gases si es necesario.

→ Eligir una salida de gases lo mas cercana al foco del incendio.

El flujo de gases calientes puede inflamar los combustibles hasta su salida.




Personal/víctimas en la salida de gases

→ Hasta la extinción, asegurar que nadie esté en ruta caliente.

Ruta caliente = zona del flujo de gases situada aguas abajo del incendio

Ruta fría = zona del flujo de gases situada aguas arriba del incendio

→ No sobrepasar la cuña de avance.

→ Eligir una salida de gases lo mas cercana al foco del incendio.

Ruta fría

Ruta caliente




%combustible

temperatura

mezclas combustibles

COMBUSTIBLE

COMBURENTE

CALO

R

Backdraft

En un incendio infraventilado (incendio sin llegar al flashover queda controlado por laventilación) existen una gran cantidad de productos incompletos de la combustión.




Backdraft

Si la mezcla de gases se desplaza dentro de su rango de inflamabilidad (aporte deoxígeno) entrará en combustión con mas o menos violencia según condiciones.

COMBUSTIBLE

COMBURENTE

CALO

R

%combustible

temperatura

0₂




Backdraft

→ No emplear APP con signos de backdraft inminente:• humo amarillento a pulsaciones • el incendio parece respirar• puestas y ventanas calientes, ausencia de llamas

Video: Fireground Size-Up and How to Read Smoke (DALE G. PEKEL @Youtube)http://www.youtube.com/watch?v=fHUjG5Zt1tM


http://www.youtube.com/watch?v=fHUjG5Zt1tM


http://www.youtube.com/watch?v=fHUjG5Zt1tM


Clase B muy volátil y combustibles polvo

• La ventilación en combustibles muy volátiles de clase B (gasolina, benceno,disolventes,...) o combustibles en polvo (harina, carbón, serrín, fertilizantes,...)genera una atmósfera mas rica en combustible.

→ No emplear APP en incendios de líquidos volátiles o polvo.

Imagen: Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung




Falta de coordinación

La falta de coordinación en una maniobra APP puede tener consecuenciasnefastas de distinto orden:

• Arranque del ventilador antes de practicar la salida de gases.• Comienzo de la maniobra antes de estar el tendido listo.• Tendido de avance sin agua.• Corte imprevisto de la ventilación / salida de gases.• Comienzo de la maniobra con personal en ruta de salida gases.

→ El APP requiere formación y entrenamiento.




Riesgos de un Ataque en Presión Positiva Ofensivo

• Evolución descontrolada del incendio.

• Flashover inducido por la ventilación.

• Propagación del incendio.

• Bomberos o víctimas en ruta salida gases.

• Backdraft.

• Combustibles volátiles.




Efectivos fuera de la ruta de salida de gases

Video: PPA drill gone wrong http://www.youtube.com/watch?v=qMHoB45sMbE


http://www.youtube.com/watch?v=qMHoB45sMbE


http://www.youtube.com/watch?v=qMHoB45sMbE


Procurar una salida suficiente de gases

Video: No exhaust, no PPAhttps://www.youtube.com/watch?v=D3i0G6WdW2U


https://www.youtube.com/watch?v=D3i0G6WdW2U


https://www.youtube.com/watch?v=D3i0G6WdW2U


No utilizar APP Ofensivo en caso...

• No es posible realizar una valoración perimetral.

• Situaciones de backdraft inminente.

• No es posible establecer una ruta previsible de gases.

• El humo pudiera desplazarse a espacios ocultos o zonas desconocidas.

• Víctimas o bomberos en la ruta de salida.

• No hay tendido listo para el avance y en disposición de aportar agua.

• Condiciones de viento contrarias a la ventilación.

• No es posible tener una idea de la localización y alcance del foco.

• Incendios con combustible clase B o polvo combustible




MUCHAS GRACIAS

“...la manera en la que siempre se han hecho las cosas, yano es suficiente”

“...the way we've always done it, is not good enough” - Steve Kerber – UL FSRI (Nortbrook, EE.UU.)

“No solo el qué y como, sino por qué”“Not just what and how, but why” - Ed Hartin – CFBT-US (Greenbank, EE.UU.)

“Depende”“It depends” - Dr. Stefan Svensson – Universdad de Lund (Suecia)




ESQUEMA DE EVOLUCIONESATAQUE EN PRESIÓN POSITIVA




Planteamientos tácticos APP

1. APP para la Extinción

2. APP para el Rescate

3. APP para Progresión

4. Presurización

OFE

NSI

VOD

EFEN

SIVO

+

+

+

+

+

+

+ +

+ + + +

+

+

+

+

+

+

+ +

+ + + +




Secuencia actuación APP para la ExtinciónVALORACIÓN PERIMETRALCOLOCACIÓN VENTILADOR

VALORACIÓN INTERIORCONFINAMIENTO DE VICTIMAS

TENDIDO EN PUERTA Y PRESURIZADO

ORDEN DE INICIO

ARRANQUE VENTILADOR

APERTURA DE SALIDAS

APERTURA DE ENTRADA

ESPERA SEGURIDAD / OBSERVACIÓN

PROGRESIÓN RÁPIDA

MANDOEQUIPO APOYO EQ INTERVENCION





VALORACIÓN INTERIORCONFINAMIENTO DE VÍCTIMAS


ORDEN DE INICIO

ARRANQUE VENTILADOR

APERTURA DE SALIDAS

APERTURA DE ENTRADA


PROGRESIÓN RÁPIDA








ORDEN DE INICIO

ARRANQUE VENTILADOR

APERTURA DE SALIDAS

APERTURA DE ENTRADA


PROGRESIÓN RÁPIDA








ORDEN DE INICIO

ARRANQUE VENTILADOR (puerta cerrada)

APERTURA DE SALIDAS

APERTURA DE ENTRADA


PROGRESIÓN RÁPIDA








ORDEN DE INICIO


APERTURA DE SALIDAS

APERTURA DE ENTRADA


PROGRESIÓN RÁPIDA








ORDEN DE INICIO


APERTURA DE SALIDAS

APERTURA DE ENTRADA


PROGRESIÓN RÁPIDA


+

+

+

+

+

+

+ +

+ + + +




Planteamientos tácticos APP

1. APP para la Extinción

2. APP para el Rescate

3. APP para el Avance

4. APP contra Propagación

OFE

NSI

VOD

EFEN

SIVO

+

+

+

+

+

+

+ +

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+

+

+

+

+

+

+ +

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Secuencia actuación APP para el Rescate

VALORACIÓN PERIMETRALCOLOCACIÓN VENTILADOR + TENDIDO

VALORACIÓN INTERIORCONFINAMIENTO DE INCENDIO

ORDEN DE INICIO

ARRANQUE VENTILADOR

APERTURA DE SALIDAS

APERTURA DE ENTRADA


PROGRESIÓN RÁPIDA, LOCALIZACIÓN VÍCTIMA








ORDEN DE INICIO

ARRANQUE VENTILADOR

APERTURA DE SALIDAS

APERTURA DE ENTRADA










ORDEN DE INICIO

ARRANQUE VENTILADOR

APERTURA DE SALIDAS

APERTURA DE ENTRADA




+

+

+

+ +

+ +

+ + + +

?

?







ORDEN DE INICIO

ARRANQUE VENTILADOR

APERTURA DE SALIDAS

APERTURA DE ENTRADA




+

+

+

+ +

+ +

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ANALISIS CASOS PRÁCTICOS REALES




INCIDENTE

C/ Libertad, Azuqueca (Guadalajara) 18h30m 2013.03.06

Bloque de pisos de 4 alturas8 viviendas – 1.400m2

3 víctimas confirmadas (1 minusválido)Sin datos de 2 viviendas

1 BRP (1 Cabo + 3 Bomberos)1 ABE (2 Bomberos)

1 Jefe de Guardia




?

Situación a la llegada

?




?

Colocación de ventilador, confinamiento del incendio

?

EL VENTILADORES COLOCADO EN

LA ENTRADA

LA VIVIENDAINCENDIADA ES

CONFINADA

1 2




?

Confinamiento de víctimas, Ataque Exterior

?

LA VÍCTIMA CONMINUSVALIA ES

CONFINADA EN LAVIVIENDA

ADYACENTE

SE INICIA ELATAQUE EXTERIOR

TAN PRONTO ESPOSIBLE

3

4




?

APP para la Progresión

?

AL NO HABERSALIDA DE GASES

EN EL TIRO DEESCALERA LA

VIVIENDA LLENADE HUMO ESUSADA PARA

EVACUAR LOSGASES

5

6




APP para el Rescate

SE VALORAN LASCONDICIONES DEL

PISO 3º

SE TERMINA LABÚSQUEDA

NO SONNECESARIOS MAS

RESCATES

7

8




Evacuación, APP contra la Propagación

LAS 3 VÍCTIMASSON EVACUADAS

SE PRESURIZATODO EL RECINTOPARA EVITAR LAPROPAGACIÓN

9

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+ +

+ +

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APP para la Extinción

APP PARAEXTINCION EN LA

VIVIENDAINCENDIADA

10

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+ +

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INCIDENTE

C/ Mayor, Sigüenza (Guadalajara) 02h25m 2014.01.20

Bloque de pisos de 2 alturas4 viviendas + leñera comunal – 400m2 + 100m2

2 víctimas confirmadasSin datos de 3 viviendas

1 BRP (1 Cabo + 3 Bomberos)1 BRL (2 Bomberos)

1 Jefe de Guardia




Situación a la llegada

EDIFICIO EN CASCO HISTÓRICO, MURALLA DE SIGÜENZAMUROS DE PIEDRA, FORJADOS DE MADERA Y MAMPOSTERÍA, CUBIERTA DE MADERA

3 PLANTAS, 4 VIVIENDAS, 1 LEÑERA EN PLANTA BAJA

LEÑERA COMPLETAMENTE INCENDIADA, ABUNDANTE COMBUSTIBLE2 PERSONAS ATRAPADAS EN UNA VIVIENDA DE LA PRIMERA PLANTA

TIRO DE ESCALERA IMPRACTICABLE COMPLETAMENTE LLENO DE HUMO




Primeras acciones

(1) RESCATE POR FACHADA DE VICTIMAS

(2) CONFINAMIENTO DEL RECINTO DEL INCENDIO

(3) ATAQUE EXTERIOR “Ablandado”

1

2

3




Ataque en Presión Positiva defensivo

(4) VENTILACIÓN DEL TIRO ESCALERA A TRAVÉS DE VIVIENDA(Ataque en Presión Positiva para Progresión)

(5) (6) VENTILACION DE RESTO DE VIVIENDAS Y RASTREO DE VÍCTIMAS (Ataque en Presión Positiva para el Rescate)

4 5

6




Ataque en Presión Positiva ofensivo

(7) PRESURIZACIÓN DE LA VIVIENDA SUPERIOR PARA EVITAR LA PROPAGACIÓN(Ataque en Presión Positiva contra la Propagación)

(8) EXTINCIÓN ASISTIDA POR LA VENTILACIÓN MIENTRAS CONTINUA EL ABLANDADO (Ataque en Presión Positiva para la Extinción)

8

+ + + + + + + + +

7

+ + ++ +

+ + ++




Ataque en Presión Positiva ofensivo

(9) EL FORJADO COLAPSA POR FALLO EN LAS VIGAS DE MADERA CARBONIZADAS

(10) SE FUERZA EL FLUJO DE GASES A TRAVÉS DEL FORJADO COLAPSADO PARA EVITAR LAPROPAGACIÓN MIENTRAS SE SIGUE TRABAJANDO EN ZONA SEGURA POR INTERIOR Y EXTERIOR

(Ataque en Presión Positiva para la Extinción)

10




Remate final asistido por la ventilación

(11) SE MANTIENE EL PATRON DE VENTILACIÓN Y SE INUNDA LA ZONA DE INCENDIO CON ESPUMADE MEDIA EXPANSIÓN

11



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