INTRODUCCIÓN

Durante un evento de incendio se pueden presentar algunos fenómenos que, en algunos casos, pueden resultar potencialmente peligrosos, principalmente para el personal de Bomberos que atienden el siniestro. Uno de ellos es el conocido como “flashover”, que se traduce como “combustión súbita generalizada”.

Es una fase de transición en el desarrollo de un incendio dentro un recinto, en el cual los combustibles expuestos a la radiación térmica alcanzan su temperatura de ignición más o menos de manera simultánea y el fuego se propaga rápidamente, resultando en la implicación total del espacio.

CONCEPTOS CLAVE

Para la mejor comprensión del fenómeno del flashover, es necesario conocer algunos conceptos relevantes, los cuales se exponen a continuación:

Combustión: proceso químico de oxidación que se produce a una velocidad lo suficientemente rápida como para producir calor y, por lo general, luz en forma de resplandor o llama.

Fuego: un proceso de oxidación rápida, que es una reacción química exotérmica, que da como resultado la evolución de luz y calor en intensidades variables.

Ignición: Proceso de iniciar una combustión autosostenida.

Implicación total del espacio: condición de un incendio en un compartimiento (cuarto, recinto) en la que todo el volumen está involucrado en una combustión de diversas intensidades.

Tasa de liberación de calor (HRR): velocidad a la que se genera energía térmica mediante la combustión.

Pirólisis: un proceso en el que el material se descompone o se “fragmenta” en compuestos moleculares más simples sólo por los efectos del calor; a menudo precede a la combustión.

Radiación: Transferencia de calor mediante ondas electromagnéticas que son más largas que las ondas de luz visible y más cortas que las ondas de radio.

Convección: Transferencia de calor por circulación dentro de un medio tal como un gas o un líquido.

Productos de combustión: el calor, los gases, los líquidos y sólidos volatilizados, las partículas y las cenizas generadas por la combustión.

Penacho: La columna de gases calientes, llamas y humo que se eleva por encima de un incendio; también llamada columna de convección, corriente térmica ascendente o columna térmica.

Ignición de capa de humo (flameover): condición en la que el combustible no quemado (pirolizado) del incendio original se ha acumulado en la capa superior hasta alcanzar una concentración suficiente (es decir, igual o superior al límite inferior de inflamabilidad) para que se encienda y queme.

Capa superior: Una capa flotante de gases calientes y humo producida por un incendio en un compartimento.

Fuego controlado por el combustible: Incendio en el que la tasa de liberación de calor y la tasa de crecimiento están controladas por las características del combustible, como la cantidad y la geometría, y en el que hay aire adecuado para la combustión.

Fuego controlado por ventilación: Incendio en el que la velocidad de liberación o crecimiento del calor está controlada por la cantidad de aire disponible para el incendio.

¿QUÉ ES EL FENÓMENO FLASHOVER?

La NFPA 921, Guide for Fire and Explosion Investigations, define el Flashover como: fase de transición en el desarrollo de un incendio en un compartimiento, en la que las superficies expuestas a la radiación térmica alcanzan la temperatura de ignición más o menos simultáneamente y, dada la disponibilidad suficiente de oxígeno, el fuego se propaga rápidamente por todo el espacio, dando como resultado la afectación total de la habitación o del compartimiento o espacio cerrado.

ETAPAS DE UN INCENDIO

Antes de profundizar en la explicación del fenómeno del flashover, conviene mencionar las etapas de desarrollo de un incendio en un recinto o compartimiento.

El desarrollo de los incendios se puede dividir por etapas, en base a las condiciones de producción de energía concurrente. Generalmente se consideran cuatro etapas, a saber:

• Fuego incipiente
• Crecimiento
• Estado estable
• Decaimiento

Estas etapas se pueden representar como se muestra en la siguiente imagen.

FUEGO INCIPIENTE

El fuego incipiente se refiere a aquella etapa en la que hay llamas latentes pero insuficientes para una combustión establecida.

CRECIMIENTO

La etapa de crecimiento del fuego representa un incremento en el desarrollo del fuego con respecto a la liberación de calor en el tiempo. Durante esta etapa, el incendio pudiera considerarse controlado por el combustible. Es en esta etapa del incendio que se puede presentar el fenómeno del flashover.

ESTADO ESTABLE

Cuando la tasa de liberación de calor es básicamente constante, se considera que el fuego está en la etapa de estado estable. Aquí, la tasa de liberación de calor puede controlarse mediante el tamaño y la geometría del material combustible (es decir, la superficie disponible para quemar) o mediante la ventilación disponible para sostener la combustión.

DECAIMIENTO

En la etapa de decaimiento del fuego, la tasa de liberación de calor disminuye en el tiempo. Esto puede deberse al consumo del combustible, en un incendio controlado por combustible, o al agotamiento del oxígeno, en un escenario de ventilación controlada.

COMPORTAMIENTO DE LOS INCENDIOS EN RECINTOS

Cuando se origina un incendio dentro de un compartimiento, se genera un penacho de productos de la combustión, el cual, lógicamente, asciende hacia el techo.

EL INICIO DEL PROCESO QUE CONDUCE AL FLASHOVER

En la siguiente figura se representa una habitación con una puerta abierta. En dicha habitación hay elementos combustibles y, como puede observarse, en uno de ellos se está iniciando un incendio.

Al ascender, la columna de gases calientes (penacho) choca contra el techo, lo que causa que el flujo se desvíe y empiece a rellenar el espacio debajo del techo, formando, en principio, una delgada capa. Los gases calientes fluyen en todas direcciones, propagándose lateralmente, hasta que alcanzan las paredes del compartimiento; a partir de ese momento no pueden seguir extendiéndose horizontalmente y comienzan a bajar y a crear una capa de gases calientes más gruesa debajo del techo.

DESARROLLO DE LA CAPA SUPERIOR DE GASES CALIENTES

A medida que el fuego crece, actúa como una “bomba”, añadiendo gases calientes y energía. La continua adición de gases calientes hace que la capa superior crezca hacia abajo, y seguirá profundizando hasta que alcance la base del fuego o hasta que llegue a la parte superior de la abertura de la puerta.

Cuando la capa de gases calientes llega a la parte superior de la abertura de la puerta, como se ilustra en la siguiente figura, comenzará a fluir gases hacia afuera del compartimiento, mientras continúa ingresando aire desde el ambiente contiguo hacia el recinto.

CREACIÓN DE LAS CONDICIONES DE PRE-FLASHOVER

Si el incendio sigue aumentando de tamaño, la parte inferior de la capa de gases calientes continuará descendiendo, la temperatura del humo y los gases calientes aumentará y el calor radiante de la capa comenzará a calentar los materiales combustibles no encendidos, como se muestra en la siguiente figura.

Se establece un patrón de flujo bien definido en la abertura de la puerta, con los productos de combustión fluyendo por la parte superior y el aire frío ingresando hacia el compartimiento por debajo de la capa de gases calientes.

COMBUSTIÓN SÚBITA GENERALIZADA (FLASHOVER)

Con el desarrollo del incendio, aumenta la temperatura de la capa superior de gases, así como los flujos de calor por convección y por radiación, siendo este último mecanismo el dominante en la transferencia de calor total. La temperatura superficial de los contenidos combustibles se eleva, lo que conlleva a que se produzcan gases por pirólisis.

Cuando la temperatura de la capa superior alcanza aproximadamente unos 600 °C, el contenido del compartimiento se incendia, involucrando todas las superficies expuestas a la radiación de la capa superior de gases calientes. Este es el fenómeno conocido como flashover y se ilustra en la siguiente figura.

El flashover se caracteriza generalmente como la transición de “un incendio en una habitación” a “una habitación incendiada”. El flashover es una condición desencadenante, no un evento de finalización. La condición posterior al flashover se denomina implicación total del recinto.

Una vez que se alcanzan las condiciones de flashover, en la mayoría de los incendios se producirá una implicación total del recinto, a menos que se agote el combustible, el fuego carezca de oxígeno o se extinga.

IMPLICACIÓN TOTAL DEL RECINTO

Durante la quema posterior al flashover, la posición de la base de la capa superior y la existencia y el tamaño de las llamas sobre o asociadas con los combustibles dentro de la capa, pueden variar entre las condiciones que se muestran en la figura anterior y en la siguiente figura. Esta etapa del incendio completamente desarrollado es típicamente una combustión controlada por ventilación.

La implicación total del recinto puede lograrse mediante un crecimiento del fuego que no implique un flashover.

No todos los compartimientos pueden alcanzar la implicación total del recinto. Los compartimentos mal ventilados o muy grandes pueden consumirse por completo sin que se involucren todos los combustibles al mismo tiempo.

Por otro lado, la “ignición de capa de humo (flameover)” generalmente precede al flashover, pero no siempre conduce al mismo. Las llamas se pueden propagar únicamente a través de la capa superior sin involucrar las superficies de los combustibles en el cuarto.

Ing. Luis Ybirma
Caracas, Venezuela

Fuentes:  NFPA Fire Protection Handbook, Twentieth Edition
                NFPA 921, Guide for Fire and Explosion Investigations, 2021 Edition
                The Current Knowledge & Training Regarding Backdraft, Flashover, and other Rapid Fire Progression Phenomena. Gregory E. Gorbett, Ronald Hopkins. 2007

Notas:
1. El contenido de este artículo no es una Interpretación Formal de NFPA. Lo aquí expresado es la interpretación personal del autor y no necesariamente representa la posición oficial de las normas NFPA y sus Comités Técnicos. Por otra parte, el lector es libre de estar de acuerdo, en todo o en parte, con lo aquí expresado.
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