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GUÍA DE ESPUMA PARA BOMBEROS

La espuma para combate de incendio está formada por una masa estable de pequeñas burbujas de una menor densidad que la mayoría de los líquidos inflamables y el agua.
La espuma es un agente recubridor y de enfriamiento que es producida por la mezcla de aire dentro de una solución de espuma que contiene agua y concentrado de espuma.

ESPUMA CONTRA INCENDIO – COMO TRABAJA

La espuma extingue los fuegos de los líquidos inflamables y los combustibles de cuatro formas:

  1. Excluye el aire de los vapores inflamables.
  2. Suprime los vapores de la superficie del combustible.
  3. Separa las llamas de la superficie del combustible.
  4. Enfría la superficie del combustible y las superficies metálicas circundantes.

TASAS DE EXPANSION

La tasa de expansión es la relación de una espuma terminada producida por un volumen de solución de espuma después de haber sido expandida por un dispositivo productor de espuma.

La NFPA categoriza los concentrados de espuma en tres rangos de expansión de acuerdo a:

1. BAJA EXPANSION – La relación de expansión hasta 20:1 Espumas diseñadas para líquidos inflamables.

La espuma de baja expansión ha demostrado ser un medio efectivo de control, extinción y aseguramiento para mayoría de los fuegos de líquidos inflamables (Clase B).

Este tipo de espuma ha sido usada exitosamente en los fuegos de la Clase A en donde el enfriamiento y la penetración de la solución de espuma resulta importante.

2. MEDIA EXPANSION – La relación de expansión entre 20:1 hasta 200:1

La espuma de mediana expansión puede ser utilizada para suprimir los vapores de los químicos peligrosos. Espumas con expansión entre 30:1 y 55:1 ha demostrado producir un óptimo recubrimiento de espuma para la mitigaciòn de vapores en químicos altamente reactivos a la presencia de agua.

3. ALTA EXPANSION – La relaciòn de expansión entre 200:1 hasta 2000:1.

Las espumas de alta expansión han sido diseñadas para combatir incendios en espacios confinados.

La espuma de alta expansión es un detergente de base sintética utilizada en el combate de incendios confinados como sótanos, minas y sentinas de barcos cuando se la utiliza en combinación con un Generador de Espuma de Alta Expansión.

TIPOS DE ESPUMA

Los siguientes tipos de concentrado de espuma son los más utilizados por los bomberos:

  • Concentrados de Espuma Proteìnica.
  • Concentrados de Espuma Fluoroproteìnicos.
  • Concentrados de Espuma Formadora de Película Fluoroproteìnica.
  • Concentrados de Espuma Formadores de Película Acuosa (AFFF).
  • Concentrados de Espuma Resistente a Alcoholes (AR-AFFF y ARFFFP).

ESPUMA PROTEINICA

Las espumas proteinicas regulares se utilizan solamente en combustibles hidrocarburos. Ellas producen una capa homogénea y estable de espuma que posee una excelente resistencia al calor, reigniciòn y buenas características de drenaje.

Las espumas proteinicas regulares poseen características de lenta acción (knockdown lento), sin embargo entregan una seguridad post incendio superior a un costo muy económico. Las espumas proteinicas regulares se pueden utilizar con agua dulce o salada.

Deben ser aspiradas en forma adecuada y no deben ser utilizadas con pitones estructurales no aspirantes.

Las espumas proteinicas fueron el primer tipo de espumas mecánicas ampliamente difundidas en el mercado y siguen siendo utilizadas desde la Segunda Guerra Mundial. Estas espumas son fabricadas mediante hidrólisis de la proteína keratinica, tales como grasas, plumas de aves, adicionándoles aditivos estabilizantes y resistentes de la descomposición bacteriana, y controladores de viscosidad.

ESPUMA FLUOROPROTEINICA

Las espumas fluoroproteinicas poseen surfactantes fluoroquìmicos que les otorgan un gran rendimiento con una acción rápida (rápido knockdown), resistencia a los combustibles y compatibilidad con los químicos secos.

Se entienden para ser utilizadas con hidrocarburos combustibles y aditivos oxigenados de los combustibles. Así como las proteinicas, poseen excelente resistencia al calor, reigniciòn y seguridad post incendio.

Las espumas fluoroproteinicas pueden ser utilizadas con agua dulce o salada.

Deben ser aspiradas en forma adecuada y no deben ser utilizadas con pitones estructurales no aspirantes.

Las espumas fluoroproteinicas son obtenidas agregando surfantantes fluoroquìmicos especiales a la espuma proteinica. Esto potencia las propiedades de la espuma incrementando su fluidez, mejorando las propiedades de la espuma proteinica regular proporcionando una rápida acción y excelente tolerancia a los combustibles.

ESPUMA FLUOROPROTEINICA FORMADORA DE PELICULA (FFFP)

La FFFP es una combinación de surfactantes fluoroquìmicos con espuma proteinica. Ha sido diseñada para combinar la tolerancia con la resistencia a la reigniciòn de las espumas fluoroproteinicas incrementando su poder de acción rápida.

La espuma FFFP deja una película acuosa sobre la superficie del hidrocarburo combustible.

ESPUMA FORMADORA DE PELICULA ACUOSA (AFFF)

Las espumas AFFF han sido diseñadas para alcanzar la mayor rapidez de acción en los hidrocarburos combustibles. Su gran fluidez le permite escurrir rápidamente a través de los obstáculos, los restos y escombros.

La AFFF estándar es premezclable, y compatible con los químicos secos, pueden ser utilizadas indistintamente con agua dulce o salada. Las espumas AFFF pueden ser utilizadas con dispositivos no aspirantes, sin embargo para su rendimiento óptimo se recomienda la utilización de pitones aspiradores.

Existen espumas AFFF especialmente formuladas para su uso en ambientes de frío extremo. Poseen las mismas propiedades de la espuma AFFF estándar con la única diferencia que en su formulación se utilizan glicoles para evitar el congelamiento.

La AFFF es una combinación de surfactantes fluoroquìmicos y agentes espumantes sintéticos. La AFFF extingue el fuego por formación de película acuosa. Esta película es una delgada capa de solución de espuma que se desplaza rápidamente sobre la superficie del hidrocarburo combustible ocasionando una dramática extinción del fuego.

La película acuosa es producida por la acción del surfactante fluoroquìmico el cual reduce la tensión superficial de la solución de espuma a un punto en el cual la solución de espuma puede ser soportada sobre la superficie del hidrocarburo.

ESPUMA FORMADORA DE PELICULA ACUOSA RESISTENTE A ALCOHOLES (AR-AFFF)

La AR-AFFF esta diseñada para ser utilizada en hidrocarburos al @ 3% y en solventes polares al @ 6%.

La AR-AFFF posee excelentes características de rendimiento bajo una amplia variedad de condiciones.

La AR-AFFF es compatible con los químicos secos y puede ser utilizada con agua dulce o salada.

Cuando se la utiliza al 6% en solventes polares, la espuma debe ser debidamente aspirada.

Las espumas AFFF resistentes a solventes polares son fabricadas utilizando una combinación de detergentes sintéticos, polímeros fluoroquìmicos y polisacáridos. Los solventes polares (miscibles en agua) combustibles como los alcoholes destruyen las espumas no resistentes a los solventes polares.

Las espumas AFFF resistentes a los solventes polares actúan como las espumas AFFF convencionales sobre los hidrocarburos combustibles. Cuando son utilizadas en los solventes polares (o combustibles miscibles en agua), el polímero polisacárido forma una delgada membrana que separa la espuma del combustible previniendo la destrucción de la capa de espuma.

Mientras algunos concentrados han sido diseñados para ser utilizados en hidrocarburos al 3% y solventes polares al 6%, hoy en día nuevas formulaciones están diseñadas para ser utilizadas al 3% en ambos grupos de combustibles. La utilización de una 3 x 3 AR-AFFF simplifica la regulación del porcentaje de proporción durante un incidente, ya que se utiliza siempre un 3%.

Las AR-AFFF son los tipos de espuma más versátiles disponibles hoy en día, ya que ofrecen buena resistencia a la reigniciòn, rapidez de extinción y una alta tolerancia a los fuegos de hidrocarburos y solventes polares.

ESPUMA FLUOROPROTEINICA FORMADORA DE PELICULA RESISTENTE A ALCOHOLES (AR-FFFP)

Las espumas FFFP resistentes a los alcoholes son fabricadas mediante la combinación de espuma proteinica, surfactantes fluoroquìmicos y polímeros polisacáridos.

La espuma FFFP resistente a los alcoholes actúa en los hidrocarburos combustibles como una FFFP convencional, formando una película en la superficie del combustible. Cuando se la utiliza en solventes polares, el polímero polisacárido forma una delgada membrana que separa la espuma del combustible previniendo la destrucción de la capa de espuma.

Las espumas AR-FFFP están disponibles en formulación 3% - 6% que han sido diseñadas para ser utilizadas al 3% en hidrocarburos combustibles y al 6% en solventes polares. Estas formulaciones también están disponibles al 3% para
ser utilizadas indistintamente en ambos hidrocarburos combustibles y solventes polares.

ESPUMA SINTETICA DETERGENTE (MEDIANA Y ALTA EXPANSION)

Es efectiva en fuegos de Clase A, la espuma de alta expansión es muy útil en el combate de fuegos en espacios confinados y como un agente humectante.

La espuma de alta expansión puede también ser utilizada en fuegos pequeños de la Clase B.

Las espumas sintéticas son una mezcla de agentes espumantes sintéticos y estabilizadores. La espuma de mediana expansión en base a detergentes sintéticos es utilizada para la supresión de vapores de materiales químicos peligrosos.

Espumas específicas son requeridas dependiendo del producto químico involucrado. Las espumas de alta expansión pueden ser utilizadas en sistemas fijos para proveer inundaciones totales en bodegas u otros recintos cerrados que contengan materiales de la Clase A tales como madera, papel, plásticos y caucho. Se deberán tomar las precauciones necesarias en caso de encontrarse energizadas estas áreas. La extinción de fuego en estos casos es bastante diferente de las espumas de baja expansión. La extinción del fuego mediante el uso de espuma de alta expansión es por sofocación y enfriamiento del combustible.

CARACTERISTICAS DE LA ESPUMA

Para se efectiva, una buena espuma debe reunir las siguientes características físicas:

1 VELOCIDAD DE ACCION Y FLUIDEZ

Es el tiempo requerido por la capa de espuma para desplazarse sobre la superficie de un combustible o alrededor de los obstáculos hasta conseguir la completa extinción.

2 RESISTENCIA AL CALOR

La espuma debe ser capaz los destructivos efectos del calor irradiado desde cualquier fuego remanente desde los vapores de los líquidos inflamables, y desde cualquier escombro metálico caliente u otro objeto en el área.

3 RESISTENCIA AL COMBUSTIBLE

Una espuma efectiva debe minimizar su drenaje en los combustibles de manera tal que la espuma no se sature ni se queme.

4 SUPRESION DE VAPORES

La capa de espuma producida debe ser capaz de suprimir los vapores inflamables y de esta forma minimizar los riesgos de la re ignición.

5 RESISTENTE AL ALCOHOL

Dada la afinidad de los alcoholes con el agua, y porque una capa de espuma contiene más de un 90% de agua, las capas de espuma que no sean resistentes a los alcoholes serán destruidas.

PROPIEDADES Y COMPARACIONES DE LOS TIPOS DE ESPUMA PARA INCENDIO

PORCENTAJES DE LA ESPUMA – QUE SIGNIFICA

Los concentrados de espuma han sido diseñados para ser mezclados con agua en relaciones específicas. Los concentrados al 6% son mezclados con agua en una relaciòn de 94 partes de agua por 6 partes de concentrado de espuma.

Por ejemplo, si se va a premezclar una cantidad de concentrado para formar 100 galones (378 litros) de solución de espuma, se deben mezclar 6 galones (23 litros) de concentrado de espuma con 94 galones (355 litros) de agua. Una vez proporcionada (mezclada) con agua, las soluciones resultante de una espuma al 3% o al 6% son virtualmente las mismas con respecto a las características de rendimiento. Un concentrado al 3% es más concentrado que uno al 6%, requiriéndose menos producto para obtener un mismo resultado final.

Las metas de la industria actual apuntan a la reducción de los porcentajes de proporcionamiento de los concentrados de espuma en lo menos posible.

Menores tasas de proporcionamiento permiten al usuario minimizar la cantidad de espacio para almacenar el concentrado. Cambiando desde una espuma al 6% por una espuma al 3% se puede duplicar la capacidad de combate de incendio con el mismo número de galones, o dicho de otra forma, utilizar la mitad de la espuma sin comprometer las capacidades de supresión.

Menores tasas de proporcionamiento pueden además reducir los costos de los componentes de los sistemas además de los costos del transporte del concentrado.

Los concentrados de espuma resistentes a los alcoholes que tienen dos porcentajes indicados en la etiqueta de la cubeta están diseñados para ser utilizados en dos diferentes tasas. Por ejemplo, una espuma al 3% - 6% esta diseñada para ser utilizada al 3% con hidrocarburos combustibles y solventes polares al 6%. Esto se debe a la cantidad de componente activo que permite producir una capa de espuma resistente a los alcoholes.

Nuevas formulaciones de las AR-AFFF poseen mejoras en la resistencia a los alcoholes por lo que pueden ser utilizadas al 3% tanto para hidrocarburos combustibles como solventes polares.

Los Agentes Humectantes y los concentrados de Espuma Clase A poseen combinaciones de ingredientes menos complicados por lo que pueden ser proporcionados a tasas inferiores a 1%, típicamente entre 0.1% y 1%. Una pre mezcla de 0.5% es medio galón de concentrado por 99.5 galones de agua, o 1.89 litros de concentrado por 376 litros de agua.

GUIA BASICA PARA ESPUMA ALMACENAMIENTO

Si se siguen las recomendaciones del fabricante, los concentrados de espuma proteinica y sintética, pueden estar listos para ser utilizados después de muchos años de almacenamiento.

TEMPERATURA DEL AGUA, CONTAMINANTES

Las espumas en general son más estables cuando son generadas con agua a baja temperatura. En todo caso las espumas van a trabajar bien con agua hasta 100ª F, la temperatura ideal del agua fluctúa entre los 35ª F y los 80ª F.

Indistintamente se puede utilizar agua dulce o salada. Aguas que contengan contaminantes conocidos como los detergentes, residuos de aceite, o algunos inhibidores de la corrosión pueden afectar adversamente la calidad de la espuma.

PRODUCTOS COMBUSTIBLES EN EL AIRE

Es deseable captar aire limpio en todo momento durante la aspiración de los pitones para espuma, en todo caso los efectos del aire contaminado son menores cuando se utiliza espuma de baja expansión.

PRESIONES DEL AGUA

Las presiones de los pitones deben ser mantenidas entre los 50 y los 200 psi. Si se utiliza un proporcionador, la presión del proporcionador no debe superar los 200 psi. La calidad de la espuma se deteriora a presiones superiores. Nos se produce espuma a presiones inferiores.

DERRAMES COMBUSTIBLES

En donde se han producido derrames de líquidos inflamables, el fuego puede ser prevenido por una pronta capa de espuma sobre el derrame. Espuma adicional será necesaria de tiempo en tiempo, para mantener la capa de espuma por periodos extensos hasta que sea posible limpiar el derrame.

FUEGOS ELECTRICOS

La espuma debe ser considerada muy semejante al agua cuando se la utiliza en fuegos energizados, y de hecho no es recomendable su utilización. Si se la utiliza, un spray muy distanciado puede ser considerado seguro, en todo caso al ser la espuma mucho más cohesiva que un spray de agua, se deben tomar especiales precauciones ya que la conductividad es mucho mayor que si se utiliza neblina de agua.

NOTA: Los sistemas eléctricos deben des energizarse antes de aplicar agua o espuma.

VAPORES DE LIQUIDOS

La espuma no es recomendable de utilizarse en materiales cuyo estado de almacenamiento es líquido, pero que normalmente se evaporan en condiciones de ambiente, tales como el propano, butano o el cloruro de vinilo. Así mismo no es recomendable utilizar espuma para combate de incendio en materiales que reaccionan en presencia de agua, tales como magnesio, titanio, potasio, litio, calcio, circonio, sodio y zinc.

COMO SE HACE LA ESPUMA

La espuma terminada es una combinación de concentrado de espuma, agua y aire. Cuando estos elementos se unen en una proporción adecuada, se produce espuma. El siguiente diagrama ilustra como se produce la espuma utilizando un equipo típico de proporcionamiento.

PROPORCIONADORES

Todos los proporcionadotes de espuma están diseñados para introducir un adecuado porcentaje de concentrado de espuma dentro de un caudal de agua. Actualmente existen varios distintos tipos de sistemas de proporcionamiento disponibles. El rango de selección va de los mas comunes y económicos utilizados, Eductores en Línea y Sistemas Alrededor de la Bomba, a los mas costosos y sofisticados Sistemas de Presión Balanceada. Lo siguiente es un breve resumen de los mecanismos y las capacidades de los distintos sistemas de proporcionamiento disponibles.

EDUCTORES

Los eductores son los equipos más comunes de proporcionamiento de espuma. Son utilizados “en línea” en las mangueras o en sistemas alrededor de la bomba.

Los eductores operan de acuerdo al principio del Venturi, el agua es introducida bajo presión en la entrada del eductor. El eductor reduce el diámetro del orificio de admisión, aumentando la velocidad del agua al pasar a través, creando un vació en el centro. Este vació viene a crear un efecto de succión, el cual conectado a un tubo colector con una válvula de medida, induce el correcto concentrado de espuma en el caudal de agua. En la mayoría de los casos, la válvula de medida puede ser ajustada para seleccionar 1, 3 o 6% de la solución de espuma.

Los eductores son extremadamente confiables y piezas simples de quipo, con algunas limitaciones:

1. Los eductores poseen un rango en galones por minuto.

Todos los eductores poseen un rango en el flujo de solución en galones por minuto. Típicamente existen modelos para 60, 95, 125 y 250 galones por minuto. Un eductor debe estar ajustado con un pitón que tenga el mismo rango de flujo. La falta de ajuste entre Eductor y Pitón es la más común causa de problemas. La falta de ajuste puede dar como resultado una solución pobre o la más completa falla en la inducción del concentrado de espuma en el flujo.

2. Los eductores requieren una adecuada presión de entrada.

Los eductores producen su caída de presión a un alto costo de energía. La pérdida entre la presión de entrada y la de salida de un eductor puede ser de un 40% o más. En orden a acomodar esta perdida y seguir manteniendo una adecuada presión en el pitón, una alta presión en la entrada del inductor es necesaria. La mayoría de los fabricantes recomiendan presiones en la entrada del eductor entre 180 – 200 psi.

La mayoría de los inductores continuaran induciendo a presiones menores, sin embargo, con estas presiones inferiores, la solución de espuma disminuye. Bajo estas condiciones resultara imposible saber cuantos galones por minuto están siendo utilizados contra el fuego.

3. Los eductores no gustan de la presión Inversa.

Demasiada presión inversa en un inductor puede cerrar la inducción. Por lo tanto es importante seguir estas reglas:

  • El eductor y el pitón deben estar ajustados.
  • El pitón debe estar completamente abierto o completamente cerrado, no puede encontrarse a medio abrir.
  • Se deben evitar los estrangulamientos de la manguera entre el eductor y el pitón.
  • El pitón no debe ser elevado por sobre el inductor.
  • El tendido de las mangueras no debe exceder las recomendaciones del fabricante.

Siguiendo estas simples recomendaciones se ayuda a eliminar la excesiva presión inversa en el eductor.

4. Los eductores deben mantenerse limpios.

Los eductores deben limpiarse después de cada uso. La no limpieza puede causar obstrucción y bloqueos ocasionados por los residuos del concentrado de espuma. Si esto sucede el eductor no va a funcionar apropiadamente. La adecuada limpieza del eductor asegura su buen funcionamiento.

SISTEMAS ALREDEDOR DE LA BOMBA

Otro método de proporcionamiento es el tipo es el sistema alrededor de la bomba. En este caso un eductor es instalado a un costado de la descarga de la bomba de agua. Como en caso anterior el flujo de agua causa un vacío que induce el concentrado de espuma en la succión de la bomba. Por medio de una válvula de ajuste se controla el flujo del concentrado de espuma.

Los sistemas alrededor de la bomba ofrecen varias ventajas cuando se le compara con un eductor en línea:

  • Rango Variable de Flujo – El rango de la descarga puede ser ajustado para una aplicación específica. El rango es infinitamente variable hasta el máximo flujo de la unidad
  • Presión Variable – El sistema opera a cualquier presión sobre 125 psi. La presión de operación es la misma para el agua y la espuma.
  • No hay restricciones de Presión Inversa – La unidad no se ve afectada por la longitud de la manguera o perdidas por elevación.
  • No hay Restricciones por Pitón – La unidad opera con cualquier tipo de pitones.

En todo caso, Los sistemas alrededor de la bomba tienen sus propias restricciones:

  • La Presión de Entrada de la Bomba esta limitada a 10 psi para prevenir las presiones inversas que pudiesen botar el sistema.
  • No hay elecciones de de flujos de agua y espuma simultáneos.
  • El operador debe calcular constantemente, regular y monitorear la válvula de ajuste del sistema de proporcionamiento, para hacerla corresponder con los galones por minuto que están siendo descargados.
  • La limpieza del sistema después del uso debe ser prolongada, aun cuando no hay sido utilizada la espuma durante la operación.

SISTEMA DE PROPORCIONAMIENTO POR PRESION BALANCEADA

Los sistemas de presión balanceada son extremadamente versátiles y exactos.

La mayoría de estos sistemas están asociados con sistemas fijos o equipos móviles especializados. Su diseño y operación son complejos.

El principio de operación esta basado en la utilización de un venturi modificado, denominado controlador de la proporción. Cuando el agua pasa a través de entrada del controlador de la proporción, crea un área de baja presión

Este documento ha sido traducido y adaptado del texto original
“A Firefighter’s Guide to Foam”, propiedad de National Foam
por Carlos Giani G.- 12/08/2008.

 


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