Metales

La práctica nos enseña que casi todos los metales, en las condiciones adecuadas, pueden entrar en combustión en el aire. Por su comportamiento en caso de incendio, el acero y el aluminio de gran espesor estructural se consideran materiales no combustibles. Sin embargo, el polvo de aluminio y de hierro y los algo- dones metálicos de fibra de metal fina pueden entran fácilmente en ignición y, por tanto, arder de forma intensa. Los metales alca- linos (litio, sodio, potasio), los metales alcalinotérreos (calcio, magnesio, zinc), el circonio, el hafnio, el titanio, etc. entran en ignición con extrema facilidad cuando están en forma de polvo, limaduras o tiras finas. Algunos metales tienen tal capacidad de reacción que deben almacenarse fuera del contacto con el aire, en una atmósfera de gas inerte o bajo un líquido neutro a los metales.
Los metales combustibles y los propensos a la combustión producen reacciones de combustión extremadamente violentas, con procesos de oxidación de alta velocidad y liberación de cantidades de calor bastante mayores que las observadas en la combustión de líquidos combustibles e inflamables. Tras la fase preliminar de calentamiento e ignición al rojo, la combustión del polvo metálico sedimentado puede convertirse en una combustión rápida. El polvo en movimiento y las nubes de polvo resul- tantes de la combustión pueden dar lugar a graves explosiones. La capacidad de combustión y la afinidad con el oxígeno de algunos metales (como el magnesio) es tan alta que, después de entrar en ignición, continúan ardiendo en algunos de los medios (p. ej., nitrógeno, dióxido de carbono, atmósfera de vapor) utilizados para extinguir incendios producidos por materiales combustibles, sólidos y líquidos.
La extinción de los incendios de metales representa un desafío especial para los equipos de bomberos, resultando decisiva la elección de un agente extintor adecuado y del procedimiento empleado.
Los incendios de metales pueden controlarse mediante una detección precoz, una intervención rápida y adecuada del equipo de bomberos utilizando el método de extinción más efec- tivo y, si es posible, el alejamiento de la zona del incendio de metales y otros materiales combustibles o, al menos, la reducción de sus cantidades.
En una combustión con metales radiactivos (plutonio, uranio) debe prestarse especial atención a la protección contra las radiaciones y tomar las medidas preventivas oportunas para evitar la penetración de productos de descomposición tóxicos en los organismos vivos. Así, los metales alcalinos, por su capacidad para reaccionar violentamente con el agua, sólo pueden extinguirse con polvos secos. La combustión del magnesio no debe extinguirse con agua, dióxido de carbono, halones o nitrógeno, porque pueden agravar aún más la situación. Los únicos agentes que pueden aplicarse con éxito en este caso son los gases nobles o, en ocasiones, el trifluoruro de boro.

Explosivos y agentes de voladura

Los materiales explosivos se utilizan para fines militares e industriales. Se trata de productos químicos y mezclas de los mismos que, cuando se les aplica una fuerza mecánica intensa (golpe, choque, fricción) o cuando se inicia la ignición, se transforman súbitamente en gases de gran volumen mediante una reacción de oxidación extremadamente rápida (p. ej., 1.000-10.000 m/s). El volumen de estos gases es mucho mayor que el del material explosionado y ejerce una presión muy alta en sus proximidades. En una explosión pueden alcanzarse temperaturas elevadas
(2.500-4.000 C) que provocan la ignición de los materiales combustibles en la zona de explosión.
La fabricación, el transporte y el almacenamiento de materiales explosivos debe cumplir unos requisitos estrictos, como el NFPA 495, Código de Materiales Explosivos.
Además de los materiales explosivos utilizados para fines militares e industriales, también se incluyen en la categoría de materiales peligrosos los materiales de voladura inductiva y los productos pirotécnicos. Las mezclas más utilizadas son las de materiales explosivos (ácido pícrico, nitroglicerina, hexógeno, etc.), aunque también se utilizan mezclas de materiales que pueden explosionar (polvo negro, dinamita, nitrato amónico, etc.). Los materiales plásticos, conocidos por su utilización en los actos terroristas, constan básicamente de mezclas de materiales de efecto rompedor y plastificante (ceras, vaselina, etc.).
En cuanto a los materiales explosivos, el método más eficaz de protección contra incendios es su alejamiento de las fuentes de ignición. Algunos materiales explosivos reaccionan con el agua o con diversos materiales orgánicos y se oxidan. Para el manejo de estos materiales deben tenerse muy en cuenta los requisitos y la normativa de almacenamiento con otros materiales.

Productos químicos

Para un trabajo seguro, es fundamental conocer los parámetros de riesgo de los productos químicos. Sólo pueden elaborarse medidas preventivas y normas de seguridad contra incendios si se tienen en cuenta las propiedades químicas y físicas que presentan en relación con el peligro de incendio. De entre esas propiedades las más importantes son: combustibilidad, capacidad de ignición, capacidad de reacción con otros materiales, agua o aire, propensión a la corrosión, toxicidad y radiactividad.
La información sobre estas propiedades de los productos químicos figura en las fichas técnicas elaboradas por los fabricantes y en los manuales sobre productos químicos peligrosos. Se trata no sólo de las características técnicas generales de los mate- riales, sino también de los valores reales de los parámetros de peligro (temperatura de descomposición, temperatura de ignición, concentraciones límite de combustión, etc.), su comportamiento especial, los requisitos de almacenamiento y de seguridad contra incendios, y recomendaciones de primeros auxilios y asistencia médica.
La toxicidad de los productos químicos puede dar lugar a dos situaciones de riesgo en un incendio potencial. Por un lado, la alta toxicidad de ciertos productos químicos puede resultar peligrosa en caso de incendio y, por otro, su presencia en el área de incendio puede dificultar las operaciones de extinción.
Los agentes oxidantes (nitratos, cloratos, peróxidos inorgánicos, permanganatos, etc.), aunque en sí no son combustibles, contribuyen en gran medida a la ignición de los materiales combustibles, así como a su combustión, que puede ser intensa y en ocasiones explosiva.
En el grupo de materiales inestables se encuentran los productos químicos (acetaldehídos, óxido de etileno, peróxidos orgánicos, cianuro de hidrógeno, cloruro de vinilo) que se polimerizan o se descomponen de forma espontánea o con mucha facilidad dando lugar a reacciones exotérmicas violentas.
Los materiales que reaccionan con el agua y el aire son extremadamente peligrosos. Estos materiales (óxidos, hidróxidos, hidruros, anhídridos, metales alcalinos, fósforo, etc.) interaccionan con el agua y el aire de la atmósfera e inician reacciones que van acompañadas de una liberación de calor muy alta. Los materiales combustibles entran en una ignición espontánea. Además, los componentes combustibles que entran en combustión pueden explotar y propagarse a otros materiales combusti- bles que se encuentren en las proximidades.
La mayoría de los materiales corrosivos (los ácidos inorgánicos
—sulfúrico, nítrico, perclórico, etc.— y los halógenos —flúor, cloro, bromo, yodo—) son agentes oxidantes fuertes y tienen efectos muy destructivos sobre los tejidos vivos, por lo que es necesario tomar las necesarias medidas de seguridad contra incendios.
Los elementos y compuestos radiactivos, además de los peligros derivados de la radiación, pueden presentar también un peligro de incendio. Cuando en un incendio resulta dañada la estructura de objetos radiactivos, pueden liberarse materiales que irradien rayos con un efecto ionizador muy fuerte y provoquen la destrucción de los organismos vivos. Los accidentes nucleares pueden ir acompañados de incendios, cuyos productos de descomposición adsorben contaminantes radiactivos (radiación  y ). Estos últimos pueden producir daños permanentes en las personas que participan en las tareas de rescate si penetran en sus cuerpos. Algunos materiales son extremadamente peligrosos porque las personas afectadas no perciben a través de sus sentidos ninguna radiación, y su estado de salud general no parece quedar afectado. Si materiales radiactivos entran en combustión, deberá supervisarse constantemente la radiactividad del lugar, los productos de descomposición y el agua utilizada en la extinción del incendio con los dispositivos de medición adecuados. Estos factores deben tenerse en cuenta al diseñar la estrategia de intervención. Los edificios donde se manipulan, procesan y almacenan materiales radiactivos deben construirse con materiales no combustibles de alta resistencia al fuego. Es necesario también utilizar equipos automáticos de alta calidad para la detección, señalización y extinción de los incendios.

Fusibles

Existen varios tipos de fusibles, cada uno de ellos diseñado para una aplicación específica. El empleo de un tipo de fusible equivocado o de un fusible de capacidad inadecuada puede provocar lesiones a personas y daños al equipo. Los fusibles de capacidad excesiva originan con frecuencia el calentamiento del cableado o equipo, con la consiguiente posibilidad de que se produzcan incendios.
Antes de sustituir fusibles, deje el circuito fuera de servicio, efectúe el enclavamiento de los aparatos de corte y compruebe que está inactivo. La comprobación puede salvar vidas. A continuación, identifique la causa del posible cortocircuito o sobre- carga y sustituya los fusibles fundidos por otros del mismo tipo y capacidad. No inserte nunca fusibles en un circuito activo.

Disyuntores

El método más seguro de reducir peligros eléctricos para personas y equipo es minimizar la duración de la corriente de fuga y el aumento de tensión, en el momento ideal antes de que la energía eléctrica haya empezado a aumentar. Los sistemas de protección en el equipo eléctrico suele incorporar tres relés: un relé de corriente de defecto para proteger contra las fugas hacia tierra, un relé magnético y un relé térmico para proteger contra sobrecargas y cortocircuitos.
En los disyuntores de corriente de defecto, los conductores del circuito se arrollan en torno a un anillo que detecta el vector suma de las corrientes entrantes y salientes del equipo a proteger. El vector suma es igual a cero durante el funcionamiento normal, pero es igual a la corriente de fuga en casos de fallo. Cuando esta corriente alcanza el umbral del disyuntor, éste se dispara. Los disyuntores de corriente de defecto se pueden disparar por corrientes tan bajas como 30 mA y con retardos tan breves como 30 ms.
La corriente máxima que transporta un conductor sin ningún peligro está en función del área de su sección transversal, su aislamiento y su instalación. Si se sobrepasa la carga segura máxima o si la disipación de calor está limitada, el conductor experimentará un calentamiento excesivo. Los dispositivos limi- tadores de corriente, como fusibles y disyuntores magnetotér- micos, cortan automáticamente el circuito si el paso de corriente es excesivo, o si aparecen corrientes a tierra, sobre- carga o cortocircuito. Los dispositivos limitadores de corriente deben interrumpir el paso de corriente cuando ésta es superior a la permitida por la capacidad del conductor.
La elección de equipo protector capaz de proteger personal y equipo es uno de los aspectos más importantes de la gestión de instalaciones eléctricas y ha de tener en cuenta no sólo la capacidad de transporte de corriente de los conductores, sino también las características de los circuitos y del equipo conectado a ellos.
En los circuitos que soporten cargas de corriente muy altas será preciso emplear fusibles o disyuntores especiales de gran capacidad.

Puesta a tierra

En la mayoría de los casos, es necesario minimizar la caída de tensión entre los conductores de la instalación y tierra. Para realizarlo, los conductores se conectan a un conductor de protección puesto a tierra.

Hay dos tipos de conexiones de tierra:

• tierras funcionales: por ejemplo, puesta a tierra del conductor neutro de un sistema trifásico, o del punto medio del devanado secundario de un transformador,
• tierras de protección: por ejemplo, puesta a tierra de todos los elementos conductores de equipo. El objeto de este tipo de puesta a tierra es minimizar tensiones en los elementos conductores, mediante la creación de un camino preferente para las corrientes de fuga, en especial las corrientes que pudieran afectar a las personas.

En condiciones de funcionamiento normal, por la conexiones de puesta a tierra no pasa ninguna corriente. Pero en caso de activación accidental del circuito, la baja resistencia de la cone- xión de puesta a tierra hace que el paso de corriente sea lo bastante elevado para fundir el fusible o los conductores no conectados a tierra.
La tensión de fuga máxima en mallas equipotenciales admitida en la mayoría de las normas es 50 V para ambientes secos,
25 V para ambientes mojados o húmedos y 12 V para laboratorios médicos y otros ambientes de alto riesgo. Aunque estos valores únicamente son indicativos, debe ponerse de relieve la necesidad de garantizar una toma de tierra adecuada en puestos de trabajo, espacios públicos y en residencias especiales.
La eficacia de la puesta a tierra depende sobre todo de la existencia de corrientes de fuga altas y estables a tierra, pero también de un acoplamiento galvánico adecuado de la malla equipotencial y del diámetro de los conductores de conexión a la malla. Debido a la importancia de las fugas a tierra, tiene que ser evaluada con gran exactitud.
Las conexiones a tierra tienen que ser tan fiables como las mallas equipotenciales, y es preciso verificar periódicamente su funcionamiento correcto.
A medida que la resistencia a tierra aumenta, el potencial del conductor de puesta a tierra y de la tierra en torno del conductor se aproxima a la del circuito eléctrico; en el caso de la tierra en torno del conductor, el potencial generado es inversamente proporcional a la distancia del conductor. Con objeto de evitar tensiones escalonadas peligrosas, los conductores de tierra han de estar apantallados como es debido y puestos a tierra a profundidades adecuadas.
Como alternativa a la puesta a tierra del equipo, las normas permiten emplear equipos con doble aislamiento. Su uso, recomendado en emplazamientos residenciales, minimiza la proba- bilidad de fallo del aislamiento al suministrar dos sistemas de aislamiento separados. No es aconsejable confiar en que el equipo con doble aislamiento proteja como es debido contra fallos de conexiones, como los asociados a las clavijas sueltas pero activadas, puesto que las normas de algunos países relativas a clavijas y enchufes murales no consideran el empleo de dichas clavijas.

Huracanes, ciclones y tormentas tropicales: Definiciones, fuentes y episodios

Un huracán se define como un sistema de rotación de vientos que gira en sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio norte, se forma con aguas tropicales y produce unos vientos de al menos 118,4 km/h. Esta acumulación giratoria de energía se forma cuando determinadas condiciones de calor y presión provocan y empujan vientos a través de una amplia zona de océano que acaban envolviéndose en un área de bajas presiones. Un tifón es comparable a un huracán, pero se forma en aguas del Pacífico. Ciclón tropical es el término utilizado para designar la circulación de viento en torno a un núcleo de bajas presiones atmosféricas en aguas tropicales. Una tormenta tropical se define como un ciclón con vientos de 62,4 a 117,8 km/h, y una depresión tropical es un ciclón con vientos inferiores a 62,4 km/h. Actualmente, se considera que muchos ciclones tropicales se generan en Africa, en la zona inmediatamente al sur del Sáhara. Se inician como una inestabilidad en una estrecha corriente de aire de Este a Oeste que se produce en la zona entre junio y diciembre debido a la gran diferencia de temperaturas existente entre el desierto cálido y la zona más fresca y húmeda situada al sur. Los estudios demuestran que los trastornos generados en Africa tienen largos ciclos de vida, y muchos de ellos cruzan el Atlántico (Herbert y Taylor 1979). A lo largo del siglo XX, vienen cruzando el Atlántico una media anual de diez ciclones tropicales, seis de los cuales se convierten en huracanes. Cuando el huracán (o tifón) alcanza su intensidad máxima, las corrientes de aire formadas en las zonas de altas presiones de las Bermudas o del Pacífico desvían su curso hacia el norte. Aquí, las aguas del océano son más frías, hay menos evaporación, menos vapor de agua y menos energía para alimentar la tormenta. Si la tormenta llega a tierra, el suministro de vapor de agua se corta por completo. Como el huracán o tifón sigue desplazándose hacia el norte, sus vientos comienzan a disminuir. Determinadas características topográficas, como las montañas, pueden contri- buir también a la disolución de la tormenta. Las zonas geográ- ficas de mayor riesgo de huracanes son el Caribe, México y los Estados de la Costa Este y la Costa del Golfo de Estados Unidos. Un típico tifón del Pacífico se forma en las aguas tropicales cálidas situadas al este de las islas Filipinas. Puede avanzar hacia el Oeste y alcanzar la costa china o girar hacia el norte, acercán- dose a Japón. La trayectoria de la tormenta se determina a medida que va desplazándose en torno al borde occidental del sistema de altas presiones del Pacífico (Understanding Science and Nature: Weather and Climate 1992).
La potencia destructiva de un huracán (tifón) viene determinada por la forma en que se combinan el temporal, el viento y otros factores. Los sistemas de predicción han desarrollado una escala de cinco categorías de potencial catastrófico para cuantificar el riesgo previsible de huracanes próximos. La categoría 1 es un huracán mínimo y la 5 un huracán máximo. En el período comprendido de 1900 a 1982, se abatieron directamente sobre Estados Unidos 136 huracanes, 55 de ellos de una intensidad mínima de 3. Florida sufrió los efectos del mayor número y de las más intensas de estas tormentas, junto con Texas, Louisiana y Carolina del Norte, por este orden (Herbert y Taylor 1979).