Dinámica de Explosiones y Fenómenos Térmicos en Incendios Estructurales

1. Explosiones: Concepto y Clasificaciones

El diccionario de la Real Academia Española define explosión como la liberación brusca de energía que produce un incremento rápido de la presión con desprendimiento de calor, luz y gases, acompañada de estruendo y rotura violenta del cuerpo que la contiene.

Las explosiones pueden darse en:

  • Gases: Como en los gases licuados del petróleo.
  • Vapores combustibles: Que emanan de líquidos inflamables.
  • Sólidos: Explosivos plásticos y sólidos combustibles en estado pulverulento, finamente dividido y en suspensión.
  • Líquidos: Bajo condiciones especiales de confinamiento (ej. BLEVE).

Clasificación de las explosiones

1. Según el mecanismo de producción

  • De origen físico: Proceso estrictamente mecánico, como la rotura de un recipiente que contiene un gas a presión.
  • De origen químico: Reacción exotérmica muy rápida donde los productos ocupan un volumen muy superior a los reactivos. Pueden ser uniformes (involucran toda la masa) o de propagación (frente de reacción definido, como deflagraciones y detonaciones).
  • Nucleares: Reacciones de fisión y fusión nuclear.

2. En función de la velocidad de reacción

  • Deflagraciones: Velocidad del frente de reacción superior a 1 m/s e inferior a la velocidad del sonido. Genera variaciones de presión de 1 a 10 veces la inicial.
  • Detonaciones: Velocidad superior a la del sonido. El frente de reacción y la onda de choque viajan acoplados, superando en más de 100 veces la presión inicial.

3. Según el confinamiento

  • Confinadas: En viviendas o alcantarillados.
  • No confinadas (UVCE): Explosión de nubes de vapor no confinadas.

Efectos de las explosiones

Se distinguen efectos térmicos (llamas, radiación), químicos (nubes tóxicas) y mecánicos (ondas de presión). Las ondas de presión se expanden en 360º y pierden energía con la distancia. Tras la fase positiva, ocurre una onda de presión negativa (vacío parcial) que genera una corriente inversa.

Los daños se clasifican en:

  • Efectos primarios: Compresiones y expansiones del aire que afectan estructuras y órganos internos (pulmones, tímpanos).
  • Efectos secundarios: Proyectiles formados por la rotura de estructuras.
  • Efectos terciarios: Impactos del cuerpo contra obstáculos tras el desplazamiento.

2. Fenómenos físico-químicos en incendios de interiores

Los incendios en espacios confinados evolucionan de forma distinta debido a la disponibilidad de oxígeno y la acumulación de gases.

Flashover

Definido por la norma UNE EN ISO 13943 como combustión súbita generalizada. Es la transición donde la superficie total de los materiales combustibles dentro de una envolvente se inflama. Requiere una temperatura en capas superiores de 450-600 °C.

Backdraft

Combustión rápida causada por la introducción repentina de aire en un espacio confinado deficiente en oxígeno. Los signos incluyen ventanas ennegrecidas, puertas calientes y humo gris amarillento.

Rollover

Inflamación de los gases de pirólisis acumulados bajo el techo, formando llamas que recorren la parte superior del compartimento.

Boilover

Rebosamiento por ebullición en recipientes abiertos. Ocurre cuando una onda de calor desciende hasta encontrar agua en el fondo, provocando una evaporación violenta que expulsa el combustible fuera del tanque.

BLEVE

Siglas de Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion. Ocurre cuando un recipiente con gas licuado a presión falla, provocando una expansión explosiva del vapor al liberarse súbitamente a la atmósfera.