El foc, la seva prevenció i el comportament dels materials davant del foc

L’incendi és el resultat del procés de combustió. Com que el resultat de la combustió depèn de molts paràmetres, s’ha de distingir entre combustions segons el procés d’oxidació i combustions segons la velocitat de reacció.

El procés de combustió fa referència al procés mitjançant el qual el combustible es barreja amb el comburent. El fet que la barreja o la unió entre combustible i comburent sigui més o menys completa origina diferents tipus de combustió:

• Combustió completa. És quan les substàncies combustibles del combustible s’oxiden (es cremem) completament. No hi haurà substàncies combustibles en els fums. Per tant, no hi ha incremats. Aquesta reacció proporciona productes com: CO₂ i H₂O, entre altres.
• Combustió incompleta. La reacció és incompleta quan el combustible encara pot continuar oxidant-se, és a dir, quan encara pot continuar cremant. Un exemple d’una combustió incompleta seria la combustió per falta d’oxigen. Com a conseqüència d’aquesta reacció es produeixen molts incremats.
• Combustió teòrica o estequiomètrica. És quan la combustió es realitza completament i amb la quantitat d’oxigen estequiomètricament (molar) necessària. En aquesta reacció no s’obtenen incremats, i no trobem O₂ en els fums. En la pràctica es dóna poc, o quasi mai, ja que sempre es produeixen incremats. De fet, es considera que si no hi ha un mínim d’excés d’aire no hi ha combustió.
• Combustió amb excés d’oxigen. És la combustió que es produeix amb una quantitat d’aire superior a la teòricament necessària des del punt de vista molar. Aquesta combustió en principi no produeix incremats, però presenta O₂ en els fums, cosa que provoca que part de la calor que es genera en la combustió passi a l’atmosfera i no es pugui utilitzar per realimentar la reacció.

La velocitat de reacció fa referència a la velocitat en la qual es produeix la reacció d’oxidació, tenint en compte que la velocitat indica el nombre de metres que s’avança respecte al temps. Entenem per velocitat d’un incendi la velocitat en la qual avança el front de l’incendi. La velocitat de reacció depèn en gran mesura del tipus de combustible, de la quantitat d’oxigen, de les seves condicions, del lloc on es produeix: humitat, temperatura, etc. Veiem els diferents casos detingudament:

• Oxidació lenta. L’oxidació lenta es dona quan l’energia que es desprèn com a conseqüència de l’oxidació és dissipada i no produeix un augment local de la temperatura. No hi ha reacció en cadena i hi ha poca emissió de calor, que es dissipa en l’ambient i no produeix emissió de llum.
• Combustió simple. És el que podríem anomenar una combustió lenta, ja que es produeix a una velocitat inferior a 1 m/s. Aquesta oxidació es pot observar visualment i només dissipa una part de l’energia despresa, la resta d’energia no dissipada activa la barreja combustible-comburent. És la reacció produïda en un incendi amb combustibles com ara la roba, la cel·lulosa o la fusta.
• Explosions. Són reaccions d’oxidació abruptes, produïdes per una alliberació sobtada de gas a alta pressió en l’ambient. La seva energia es dissipa en forma d’ona de xoc. Tota la massa entra instantàniament en combustió i genera grans velocitats de propagació (amb acceleració infinita). En les explosions podem trobar:
  • Deflagracions. La velocitat de propagació és major que 1 m/s i menor que la del so. En aquestes combustions es produeix un increment molt brusc de la pressió, entre 1 i 10 cops la pressió inicial, ja que hi ha una aparició de gasos molt sobtada. Es dona amb líquids inflamables i amb pólvores o pols combustibles.
  • Detonacions. La velocitat de propagació és major que la del so. Les pressions que s’arriben a aconseguir poden arribar a 100 vegades la pressió inicial, amb un soroll superior al de les deflagracions. Es produeixen amb explosius i barreges de gasos i vapors, en certes circumstàncies de temperatura i pressió, i en conductes.

  L'oxidació lenta

  No es considera que pugui produir un incendi. L’oxidació del ferro seria un exemple d’oxidació lenta.

Les explosions, atesa la seva perillositat, presenten un tractament especial des del punt de vista de la prevenció i de la protecció.

Actualment, descrivim gràficament el foc amb una figura geomètrica de quatre cares anomenada el tetraedre del foc (figura). Aquests quatre factors són el combustible, el comburent, l’energia d’activació i la reacció en cadena. Els tres primers elements representen el triangle del foc.

Com es pot veure, les quatre cares representen:

• Combustible
• Comburent
• Energia d’activació o calor
• Reacció en cadena

L’eliminació de qualsevol d’aquests elements extingeix el foc.

La gran majoria són combustibles fòssils d’origen orgànic animal o vegetal, encara que també en podem trobar d’altres orígens. No tots reaccionen igual quan contacten amb l’oxigen. En funció del seu estat i de les seves característiques presentaran més o menys perillositat.

Per fer un estudi complet dels combustibles hem de conèixer bé les seves característiques, i els diferents tipus que podem trobar.

Aquestes substàncies presenten unes característiques, que són les següents:

A) Temperatura d’inflamabilitat (ti). Per tal que una substància cremi s’ha de trobar en estat de vapor. La temperatura mínima a partir de la qual una substància en contacte amb l’aire desprèn tanta quantitat de vapors que en barrejar-se amb l’oxigen es produeixi una ignició, mitjançant l’aportació de l’energia d’activació, és la temperatura d’inflamabilitat (taula). Com més baixa és la temperatura d’inflamabilitat, més perillós és un combustible.

B) Temperatura d’autoignició (ta). És la temperatura mínima a la qual una substància, en contacte directe amb l’aire, crema espontàniament, sense la necessitat de cap aportació energètica. En la taula es mostren els valors de la temperatura d’autoignició per a diferents compostos.

C) Límit d’inflamabilitat. Determina en una substància la proporció volumètrica de gas combustible mesclat amb oxigen que fa que es pugui inflamar (taula). Existeix un rang de concentracions vàlides, el rang d’inflamabilitat de gas combustible, en les quals una mescla es pot inflamar. Així, parlarem de límit d’inflamabilitat superior (LIS) com la proporció màxima de combustible per damunt de la qual hi ha massa combustible a la barreja perquè es pugui inflamar; i de límit d’inflamabilitat inferior (LII) com la proporció mínima de combustible en la barreja amb l’aire, per sota de la qual la mescla és massa pobra perquè es pugui inflamar. Com més àmplia és la diferència entre el LIS i LII, més perillós és un combustible.

Els límits d’inflamabilitat canvien amb les variacions de la temperatura i de la pressió. Els límits que trobem en la bibliografia científica generalment estan calculats a condicions normals entre 21 °C i 25 °C i a 1 atmòstera (atm) de pressió, i contemplant que es tracta de la substància pura sense que coexisteixi cap altre gas combustible en l’aire calculat. No obstant, freqüentment, quan manipulem aquest tipus de substàncies, no ens trobem amb aquestes condicions.

Per tal de conèixer els límits d’inflamabilitat a unes altres condicions de temperatura i pressió, o per mescles de gasos, podem utilitzar:

• Per al càlcul del límit inferior d’inflamabilitat d’una substància a temperatures diferents a 25 °C, LIIt, la fórmula següent:
  
  On:
  • LII_{25 °C} = Límit d’inflamabilitat inferior a 25 °C
  • T = temperatura de càlcul

El límit inferior d’inflamabilitat es veu poc afectat per la pressió. Generalment és constant en baixar la pressió des de la pressió atmosfèrica fins a 5 kPa, per sota de la qual no es propaga la flama. L’efecte de pressions elevades sobre el límit inferior d’inflamabilitat també és petit i en augmentar la pressió disminueix de manera molt lleu el límit inferior d’inflamabilitat.

• Per al càlcul del límit d’inflamabilitat superior d’una substància a temperatures diferents a 25 °C LIS t:
  
  On:
  • LIS_{25 °C} = límit d’inflamabilitat superiors a 25 °C
  • t = temperatura de càlcul

• Per al càlcul del límit d’inflamabilitat superior d’una substància a pressions diferents a 1 atm:
  
  On:
  • LIS_p = límit d’inflamabilitat superior a pressió de càlcul
  • P = pressió de càlcul en MPa

Observem que una pressió elevada augmenta considerablement el límit superior d’inflamabilitat.

• Per tal de conèixer els límits inferiors d’inflamabilitat d’una mescla podem aplicar la llei de Châtelier:
  
  On:
  • C_n = Concentració volumètrica del component n. Sabent que C₁ + C₂ + … C_n = 100
  • LII_n= Límit d’inflamabilitat inferior del component n
  • LII₁, LII₂, … LII_n = límits d’inflamabilitat inferiors de la substància 1, 2, … n en %.

  Llei de Châtelier

  La llei de Châtelier funciona bé per a mescles semblants. No es compleix tan bé en mescles amb sulfur d’hidrogen (H₂S) i disulfur de carboni (CS₂). Per tant, cal utilitzar-la amb certa prudència.

D) Potència calorífica. És la quantitat d’energia que es desprèn per unitat de massa (Mcal/kg). En aquest cas, si parlem d’un incendi, és la quantitat de calor que es desprèn per unitat de massa. Com més potència calorífica tingui un combustible més gran serà la temperatura que aconseguirà en l’incendi. Diferents materials tenen diferent potència calorífica, tal com es pot veure en la taula.

E) Reactivitat. És la capacitat que té una substància de reaccionar amb altres substàncies, sota certes condicions de pressió i temperatura. Algunes substàncies, en reaccionar entre elles, alliberen molta energia, la qual pot activar un incendi. Alguns combustibles que poden reaccionar violentament amb l’aire són: metalls finament dividits, hidrurs. Hi ha substàncies com el fluor (F) que cremen amb molta facilitat perquè reaccionen amb quasi totes les substàncies.

Els combustibles poden ser qualsevol substància o material que, a causa de la seva composició química, pot oxidar-se en contacte amb el comburent. Els combustibles poden classificar-se de diverses maneres, segons la seva composició química, segons la seva procedència, segons el seu ús, etc. Però la manera més fàcil de classificar-los és segons el seu estat. Així, tenim:

1) Sòlids. Són substàncies que es troben en estat sòlid. Es troben en molts llocs, establiments industrials, comercials, habitatges, centres docents. Generalment, aquests productes, per tal que es cremin, han d’estar sotmesos a una font energètica durant un temps suficient fins que aquest aconsegueixi les temperatures d’inflamabilitat o autoignició, i apareguin els vapors en l’ambient, per combinar-se amb l’oxigen. Quan cremen produeixen cendres i brases. També té molta influència la composició química del combustible. En aquests combustibles s’han de tenir en compte una sèrie de característiques, com són:

• La calor específica: és la quantitat de calor que hem de comunicar a una unitat de massa per tal d’elevar-ne la temperatura un grau centígrad [kcal/kg°C].
• La densitat: és la massa dividida pel volum. S’expressa amb kg/m³. Com menys dens és un producte més perillós és.
• Factor forma i distribució de massa: es defineix com la relació entre la superfície del material i el volum que ocupa. Com més gran és aquesta relació més perillós és un material pel que fa a la seva ignició.
• Coeficient de dilatació: és el coeficient que mesura la dilatació dels cossos, és a dir, l’augment de les dimensions del material, quan aquest s’escalfa. S’expressa en [C^-1].
• Conductivitat tèrmica: és la quantitat de calor que passa de la cara més calenta a la més freda a través de la superfície del cos, en un temps determinat. Es mesura amb el coeficient de conductivitat tèrmica.
• Grau d’humitat: és la quantitat d’humitat que conté el sòlid. Com més humitat conté el sòlid menys perillós és.
• Mida de les partícules: en el cas de tractar-se de materials sòlids en forma de pols. Com més petita sigui la mida de la partícula més fàcil serà que entri en ignició.
• Potència calorífica: és la quantitat de calor que es desprèn per unitat de massa (Mcal/kg). Com més potència calorífica tingui un combustible, més gran serà la temperatura que aconseguirà en l’incendi.

2) Líquids. Són substàncies líquides. En aquest tipus de combustibles és molt important la temperatura d’inflamabilitat, ja que, com que cremen els vapors emesos pels gasos, és important que no estiguin en concentracions gaire elevades en l’aire i que no cremin amb una petita aportació de calor. Es consideren líquids perillosos aquells que tenen el seu punt d’inflamació al voltant del 21 °C.

Atesa la nota tècnica MIE-APQ-001 del Ministeri d’Indústria sobre l’emmagatzematge de líquids inflamables i combustibles, podem distingir entre:

• Líquid combustible: aquell que té un punt d’inflamació igual o superior a 55 °C.
• Líquid inflamable: aquell que té un punt d’inflamació inferior a 55 °C.

En aquests combustibles s’han de tenir en compte una sèrie de característiques, com són:

• La capacitat de produir explosions: existeix una temperatura a partir de la qual el líquid genera una concentració de vapors al voltant de la seva superfície, i davant d’una petita font de calor es produeix una reacció molt ràpida.
• La capacitat d’acumular càrregues elèctriques: alguns líquids tenen facilitat per acumular càrregues elèctriques en la seva superfície. Aquest fenomen té molta importància en el transvasament i transport de líquids inflamables.
• Pressió de vapor: és la pressió en què les temperatures de la fase sòlida i la fase líquida d’una substància estan en equilibri dinàmic.

3) Gasos. Són tots els combustibles que es troben en aquest estat. Un gas és una agregació de matèria que no té forma ni volum propi, i s’adapta a la forma del recipient que el conté, ja que ocupa totalment el seu volum, en condicions normals. Són els combustibles més utilitzats. Un gas és tota barreja o substància que en estat líquid faci una pressió de vapor superior a 275 kcal a 38 °C.

Un gas inflamable és qualsevol gas que pugui cremar en concentracions d’oxigen en l’aire normals. Per a aquests combustibles són importants les característiques següents, ja que la seva inflamabilitat en depèn directament:

• Els límits d’inflamabilitat (inferior i superior).
• La temperatura d’autoignició.

Els combustibles gasosos es poden classificar de diverses maneres. Les més usuals són: segons les seves propietats físiques, o segons el Reglament d’aparells de pressió.

Segons les propietats físiques, es poden classificar en:

• Gasos comprimits: són els que es troben dins l’interior d’un recipient, a una pressió superior a la pressió atmosfèrica, en estat gasós. La temperatura crítica d’aquests gasos és inferior a -10 °C.
• Gasos liquats: són els gasos que estan a l’interior d’un recipient, a una pressió superior a l’atmosfèrica, en estat líquid i vapor. La temperatura crítica és superior a -10 °C.
• Gasos criogènics: són els que tenen la temperatura d’ebullició inferior a -40 °C.
• Gas oxidant: és aquell gas que és capaç de superar la combustió amb un oxipotencial superior a l’aire.
• Gas corrosiu: és aquell gas que produeix una corrosió superior a 6mm/ any, en acers A-37 a 55 °C.

Segons la Instrucció Tècnica Complementaria ITC EP 4, compresa en el Reglament d’aparells de pressió (Reial decret 2060/2008, de 12 de desembre), els gasos es classifiquen segons la perillositat i les característiques del gas contingut. I s’estableixen tres categories:

• Gasos inflamables: età, etilè i hidrogen. Aquests gasos tenen un rang d’inflamabilitat superior al 12%. La característica d’aquests gasos és la combustió ràpida i violenta (explosió), que genera radiacions calorífiques i sobrepressions. L’augment de la concentració d’oxigen incrementa la intensitat de la combustió, incloent-hi gasos no inflamables en condicions ordinàries. La seva inflamabilitat depèn dels seus límits d’inflamació i de la seva temperatura d’ignició.
• Gasos oxidants o comburents: oxigen i protòxid de nitrogen. Aquests gasos tenen característiques inertes i no es classifiquen com a inflamables.
• Gasos inerts: argó, nitrogen, aire, anhídrid carbònic, heli, criptó, neó i xenó. Són utilitzats per crear atmosferes inerts no inflamables ni explosives, ja sigui com a prevenció o com a element extintor.

L’aire és el comburent més important que es coneix. L’aire que respirem està format aproximadament per un 21% d’oxigen (veure Figura 1.2). El percentatge d’oxigen que es necessita per tal que una mescla pugui cremar depèn de la seva naturalesa.

De l'1% d'altres gasos, el CO_2 és el més abundant, encara i així suposa menys del 0,1%

Algunes substàncies químiques, que en la seva pròpia estructura molecular disposen d’oxigen i el poden despendre sota una sèrie de condicions, són ja agents oxidants i poden combustionar sense el comburent. És el cas de la nitrocel·lulosa o el nitrat sòdic (NaNO₃) i el clorat potàssic (KClO₃).

L’energia d’activació es defineix com la calor necessària que s’ha de subministrar a la mescla combustible i comburent per tal que adquireixi la temperatura adequada de combustió.

L’energia d’activació que necessitem sol ser calorífica. És lògic pensar, doncs, que no tots els combustibles necessiten la mateixa energia d’activació. L’energia d’activació dependrà de la temperatura, la pressió, la humitat i, evidentment, de la naturalesa del combustible i del seu estat, i l’aportaran els focus o fonts d’ignició.

Segons la naturalesa del focus d’ignició, podem tenir:

• Focus tèrmics: són focus a partir dels quals es desprèn calor que pot activar la reacció de combustió, com el sol, un raig, la soldadura.
• Focus elèctrics: són focus que poden subministrar energia mitjançant el moviment de càrregues elèctriques, com les que es donen en sobrecàrregues, curtcircuits, electricitat estàtica.
• Focus químics: l’origen de l’energia, en aquest cas, seria la subministrada per una reacció química exotèrmica, com una fermentació, substàncies reactives, substàncies autooxidables.
• Focus mecànics: els que s’originen, per exemple, per fricció i/o moviment de les parts mòbils d’una màquina.

La reacció en cadena és el procés a causa del qual la reacció de la barreja entre el combustible i comburent continua en l’espai i en el temps, i llavors l’incendi no s’atura.

La reacció en cadena és el quart element, i el que tanca el tetraedre del foc. En un foc es produeixen fums, calor, vapors i diferents radicals lliures que reaccionen entre ells encadenament i això provoca que la combustió continuï.

Els quatre factors que determinen o que condicionen l’incendi donen lloc a l’anomenada cadena de l’incendi. Són les diferents seqüències en les quals es desenvolupa un incendi, i té tres etapes:

1. Una fase en què s’inicia, coneguda com a ignició.
2. Una fase en què es propaga, que anomenem propagació.
3. Unes conseqüències.

La ignició es produeix quan un combustible en condicions adients entra en contacte amb el comburent, i amb un focus d’ignició que li subministra l’energia d’activació suficient. Si la substància és combustible es cremarà, i si és incombustible només es posarà vermella.

Durant un incendi es produeix un bescanvi de calor entre cossos que estan a diferent temperatura i/o entre parts d’un cos a diferent temperatura, la qual cosa provoca la continuïtat de l’incendi.

En la propagació es produeix una transmissió de calor generada en la ignició. Hi ha tres tipus d’intercanvi de calor: la conducció, la radicació i la convecció.

• La conducció és la transferència de calor entre dos cossos sòlids en contacte.
• La convecció és la transferència de calor entre dues substàncies en estat gasós o fluids en moviment.
• La radiació és la transferència de calor mitjançant ones electromagnètiques.

La propagació d’un incendi es pot produir de dues maneres diferents: la vertical i l’horitzontal.

• Propagació vertical: es dóna quan el foc evoluciona entre diferents nivells, és a dir, el foc es propaga a un altre pis. És important controlar els forats d’ascensor, les escales i el material apilat que pot dirigir l’incendi a parts superiors.
• Propagació horitzontal: es dóna quan el foc evoluciona entre zones que estan al mateix nivell, quan els incendis es propaguen en un mateix pis, sense passar a un altre nivell. És important controlar la disposició dels materials combustibles, les portes, finestres i forats en les parets, per tal de controlar l’incendi.

En la figura, es pot veure com és l’evolució de qualsevol propagació; on es distingeixen tres etapes o fases:

1. És la fase en què s’inicia el procés de combustió. En aquesta fase encara no hi ha l’aparició de fums, ni flames, ni una calor important, però pot haver-hi l’aparició de partícules invisibles (fums invisibles), i de gasos i partícules molt petites.
2. A l’inici d’aquesta fase es comença a veure el fum, i al final és bastant visible. És una fase molt curta, si la comparem amb la primera, que pot durar hores o minuts, i dóna lloc a la fase 3.
3. En aquesta fase apareixen les flames. Pot ser que hi hagi fum o no. També apareixen gasos inflamables procedents dels materials combustibles.

En la propagació del foc sempre intervenen aspectes tècnics i aspectes humans. Els factors tècnics determinants de la propagació són els següents:

• Situació, distribució i característiques del combustible en el local. Aquest valor depèn de la càrrega tèrmica o de la càrrega de foc.
• Duració de l’incendi, segons el tipus de local i la seva càrrega tèrmica.
• Gravetat de l’incendi o temperatura aconseguida, en funció de la duració prevista.
• Suficiència i adequació dels mitjans de detecció, alarma i extinció, així com del seu manteniment.
• Factors relacionats bàsicament amb el projecte d’un edifici i l’ús per al qual ha estat projectat, com són la situació de l’immoble, l’emmagatzemament, el tipus de material amb el qual ha estat dissenyat, els elements de detecció, o el grau de resistència al foc.

Pel que fa als factors humans tenim la capacitat d’acció i reacció del personal que es troba en aquests edificis.

Les conseqüències de la propagació d’un incendi sovint solen ser catastròfiques, van des de lesions fins a morts de persones, passant per tot tipus de danys, sobre béns, destruccions d’immobles en general, danys mediambientals. Els danys sobre les persones venen donats per la temperatura, bàsicament en forma de cremades, i per l’expansió de fums, que ocasiona asfíxia, desorientació i intoxicacions, i que ocasiona més víctimes que la calor. Les conseqüències principals són:

• Asfíxia: l’asfíxia és una de les conseqüències més comunes, de fet es considera que és una de les primeres causes de mort en grans incendis. Es produeix quan no arriba més d’un 15% d’oxigen al cos. Provoca alteracions cardíaques, afecta el sistema nerviós i pot causar la mort. La gran majoria de les vegades la causa el monòxid de carboni (CO). El CO és un gas tòxic, inodor i insípid, per tant difícil de ser detectat per les persones.
• Pànic: és una reacció emocional incontrolable, causada per la por o el terror a no poder escapar d’un incendi. El pànic pot provocar sortides massives d’un edifici, la qual cosa pot derivar en empentes i aixafaments, o fins i tot pot provocar que la gent es llanci de l’edifici.
• Cremades: la calor irradiada per un incendi, i consegüentment la temperatura, pot arribar a nivells molt elevats. Les cremades es produeixen bàsicament per contacte directe amb la flama i pels gasos que s’originen en la combustió, que estan a una temperatura molt elevada. Les cremades provoquen, en general, danys a qualsevol bé o persona que hi entri en contacte.
• Destrucció d’immobles i d’edificis: la propagació de l’incendi pot provocar la destrucció total i/o parcial d’un edifici. Per això existeixen diverses mesures de prevenció encaminades a utilitzar materials que evitin la seva propagació.
• Desorientació: la falta de visibilitat que provoquen sovint els fums en un incendi i el pànic solen ser les causes principals de desorientació en un incendi. Per tal d’evitar-ho, s’ha de tenir un bon coneixement del pla d’evacuació, i un bon coneixement dels edificis i de les sortides d’emergència, i disposar d’una il·luminació i una senyalització adequades.

Les mesures preventives en incendis són accions encaminades a evitar que un incendi es dugui a terme. Aquestes accions aniran encaminades a l’eliminació d’un o diversos factors del tetraedre del foc: actuacions sobre el combustible, actuacions sobre el comburent, sobre les fonts de calor o focus d’ignició i sobre la reacció en cadena que causa l’incendi (veure figura).

És fonamental establir una sèrie de protocols encaminats a reduir al màxim la possibilitat que els combustibles s’incendiïn. Aquests protocols aniran encaminats a actuar sobre la perillositat dels combustibles de diverses maneres:

1. Substituir, eliminar o recobrir els combustibles. Canviar-lo per altres productes de temperatura d’inflamació superior o menys combustible, sempre que es pugui. O bé, recobrir els materials combustibles amb altres de menys combustibles o ignífugs.
2. Disminuir o canviar la concentració de combustible per tal de modificar les seves propietats. Sovint no és possible canviar el combustible, però podem canviar les seves característiques o les seves concentracions en l’ambient, fins al punt de limitar la seva perillositat. La manera més habitual de fer-ho és:
   • Mitjançant una extracció localitzada o general. Extreu l’aire que pot tenir generar atmosferes perilloses per concentració de gasos combustibles alliberats en el procés d’una activitat. És habitual en el treballs de soldadura en espais tancats.
   • Dilució o barreja. Addició al combustible d’altres substàncies que provoquin un augment de la seva temperatura d’inflamabilitat. Per exemple, per addició d’aigua als alcohols, que provoca que en disminueixi la temperatura d’inflamabilitat.
3. Refrigerant. Mantenir la temperatura del combustible per sota de la seva temperatura d’inflamabilitat, per tal que no s’originin vapors capaços de provocar l’incendi.
4. Limitant l’accés al combustible. La limitació de l’accés al combustible passa per una sèrie d’accions encaminades a evitar que els combustibles entrin en contacte amb diferents fonts d’ignició, ja sigui de manera accidental o provocada.
   • Mantenir l’ordre i la neteja en els llocs de treball. Mesura bàsica i general en l’àmbit de la prevenció, amb aquesta actuació evitem l’acumulació de brutícia inflamable, i el vessament accidental de substàncies inflamables. S’han d’utilitzar dipòsits adequats per tal d’emmagatzemar les substàncies adequades. I sol·licitar els permisos de treball pertinents a l’hora d’haver d’efectuar treballs especials.
   • Utilitzar la quantitat estrictament necessària. Es tracta d’evitar l’acumulació de dipòsits amb continguts inflamables provisionals (limitant els estocs) i l’acumulació de substàncies inflamables en els llocs de treball, sempre que es pugui.
   • senyalització. Senyalitzar adequadament els recipients i conduccions que continguin combustibles perillosos ajuda a evitar accidents per la seva manipulació incorrecta.

Els productes comburents, que contenen la quantitat d’oxigen necessària per a la seva combustió, han d’estar emmagatzemats en locals o armaris específics i sempre lluny de materials combustibles, especialment en el cas d’aquells fàcilment o extremament inflamables.

En certes instal·lacions en què es treballa amb productes inflamables pot resultar adequat introduir un gas inert que disminueixi la concentració d’oxigen en l’aire i, per tant, el risc d’ignició. Aquesta mesura ha de ser compatible amb la presència de treballadors, és a dir, cal tenir en compte el risc d’asfíxia.

Exemples de gasos inerts serien el nitrogen, el vapor d’aigua i el diòxid de carboni.

L’ús d’inertitzants és també una mesura de prevenció a fi d’evitar explosions.

Els focus d’ignició aporten l’energia d’activació que provoca que es pugui iniciar un incendi. En una indústria es generen molts tipus d’energies que es poden transformar en energia calorífica que, en certes circumstàncies, pot arribar a provocar un incendi. Segons com generen aquesta energia, tenim diferents tipus de focus: elèctrics, químics, tèrmics i mecànics.

Per tal d’evitar un incendi, adoptarem diferents mesures segons el focus que tinguem. Així, hem de tenir previstes les mesures següents:

• Actuacions sobre focus tèrmics. Els focus tèrmics són aquells en els quals es pot generar una energia tèrmica que pugui iniciar un incendi. Exemples de focus tèrmics serien la calor generada en un procés de soldadura, utilitzar estufes, fumar, l’ús de màquines amb motors de combustió interna, etc. Algunes actuacions que podem prendre sobre els focus tèrmics són:
  • Prohibir fumar en llocs on hi hagi possibles focus tèrmics.
  • Col·locar les instal·lacions que generin calor (forns, calderes) fora del local o de l’edifici.
  • Exigir permisos de treball per a les intervencions perilloses.
  • Determinar, mitjançant la instrumentació pertinent (explosímetres), l’absència d’atmosferes inflamables i protegir els treballs com la soldadura (mitjançant mantes, pantalles a fi d’evitar projeccions, etc.).
  • Exigir protecció antiexplosiva. Prohibir el trànsit per zones de perill.
  • Protegir les cobertes dels rajos solars amb cobertes opaques.
  • Utilitzar ventilació i refrigeració en edificacions i locals de cambres aïllants, segons les condicions tèrmiques ambientals.
  • Col·locar malles apagaflames en vehicles i màquines amb motors de combustió interna.

• Actuacions sobre focus elèctrics. Els focus elèctrics són aquells que generen una energia elèctrica que després es podrà convertir en energia calorífica. Exemples de focus elèctrics són els mateixos circuits elèctrics que poden generar curtcircuits, sobrecàrregues o guspires. Entre les accions sobre focus elèctrics hi ha les següents:
  • Dimensionar adequadament la instal·lació per tal d’evitar sobrecàrregues. Interruptors magnetotèrmics, complementats pels interruptors diferencials contra corrents de fuita.
  • Dissenyar la instal·lació elèctrica de seguretat segons la normativa vigent, com el Reglament electrotècnic per baixa tensió, RD 842/2002.
  • Utilitzar parallamps per tal de prevenir descàrregues elèctriques atmosfèriques en qualsevol edificació.La posada a terra de cisternes en el transvasament de líquids
  • Realitzar una posada a terra i connexions equipotencials, humidificació ambiental i dispositius col·lectors, ionitzadors, per tal d’evitar càrregues electroestàtiques.

  Motor de combustió interna

  Un motor de combustió interna és aquell que obté energia mecànica a partir d’energia química, mitjançant una combustió en una cambra tancada.

  Trobareu la normativa comentada sobre la prevenció d’incendis en la construcció d’edificis i instal·lacions, a la secció “Annexos” d’aquest apartat.

• Actuacions sobre focus químics. Es consideren focus químics tots aquells focus que poden generar energia química que després es converteixi en energia calorífica i pugui originar un incendi. Exemples de focus químics serien totes les reaccions que poden aportar calor al medi, com les exotèrmiques, o les reaccions entre substàncies reactives, etc. Algunes accions per tal de prevenir incendis sobre focus químics són les següents:
  • Separar i emmagatzemar adequadament substàncies reactives que poden provocar combustions i explosions.
  • Establir sistemes de control automàtic de la temperatura en processos químics exotèrmics, o que puguin produir temperatures perilloses, com les reaccions exotèrmiques.
  • Ventilar i controlar la humitat ambiental en substàncies autooxidants.
• Actuacions sobre focus mecànics. Es consideren focus mecànics tots aquells focus que poden aportar l’energia suficient que pot arribar a iniciar un incendi a partir d’un origen mecànic, com pot ser el despreniment de guspires, quan utilitzem segons quines eines, l’aparició de friccions o cops, que poden donar lloc a escalfaments importants, etc. Per tal d’actuar sobre els focus mecànics tenim, entre altres, les mesures següents:
  • Utilitzar eines que no generin guspires (com les fabricades d’aliatges de coure i beril·li (Cu-Be).
  • Eliminar parts metàl·liques del calçat, que poden provocar augments de temperatura.
  • Evitar cops i friccions.
  • Evitar el fregament entre baules mòbils de màquines i evitar fregaments mecànics; per a això podem lubricar adequadament les màquines i eines.

Les actuacions sobre la reacció en cadena aniran encaminades a eliminar o evitar la possibilitat que els diferents radicals que es desprenen del combustible i del comburent en l’incendi puguin continuar alimentant-lo. Una mesura molt utilitzada per tal d’evitar la reacció en cadena és l’addició d’antioxidants en plàstics, o la utilització de teixits ignifugats que evitin l’aparició de radicals lliures i així impedeixin la reacció en cadena.

Els materials físics de què estan fets els centres de treball tenen la missió, no ja de prevenir l’incendi ni tampoc de produir-ne l’extinció, sinó de fer més difícil l’acció del foc sobre ells, és a dir, dificultar la desintegració dels mateixos. Aquest aspecte té dues vessants molt rellevants. Per una banda, que no es destrueixin serveix de contenció de l’incendi dintre dels espais on s’hi troba, el que permet alentir la seva propagació i així permet procedir a la seva extinció amb major facilitat. Per altra banda, una reacció adequada al foc dels materials (que no és desfacin, que no s’inflamin) i una major resistència al foc dels elements (que no es trenquin amb facilitat), evita les conseqüències derivades de la seva mateixa destrucció i, per tant, fa que durant el procés hi hagi menys danys, tant materials com personals.

En les edificacions i en els immobles, ens trobem amb molts tipus de materials diferents.

Pel seu estudi, hem de diferenciar entre productes o materials de construcció i els elements constructius:

1. Els materials de construcció són bé una matèria primera o bé uns productes manufacturats, emprats en la construcció dels edificis. No tenen una funció estructural ni sustentadora per si mateixos i s’estudien des del punt de vista de la seva reacció al foc.
2. Els elements constructius son aquells elements complexes fets amb materials de construcció que tenen funcions estructurals i propietats sustentadores. Son exemples d’elements constructius les teulades, les parets, les portes, les finestres o les bigues. Aquests elements s’estudien des del punt de vista de la seva resistència al foc.

La reacció al foc mesura el comportament davant del foc dels materials de construcció. Es determina mitjançant una sèrie d’assajos normalitzats segons la norma UNE-EN 13501-1:2019, i es classifiquen, segons el Codi tècnic d’edificació, RD 314/2006, en les euroclasses següents:

• A1: no combustible i no contribueix al foc. Entre ells podem trobar materials i/o productes de concret, vidre, acer, pedra natural, maons i ceràmics.
• A2: poc combustible i molt baixa contribució al foc, sense causar flashover. Entre ells podem trobar materials i/o productes similars als Euroclasse A1, però amb un petit percentatge de components orgànics.
• B: poc combustible i molt baixa o limitada contribució al foc, però sí causen flashover. Entre ells podem trobar materials i/o productes com les plaques de guix i algunes fustes amb protecció contra el foc.
• C: combustible, contribució baixa o limitada al foc. Causa flashover als 10 minuts. Entre ells podem trobar materials i/o productes com l’escuma fenòlica, o plaques de guix amb revestiments superficials més gruixuts.
• D: combustible, contribució moderada al foc. Causa flashover abans de 10 minuts. Entre ells podem trobar materials i/o productes de fusta sense protecció, i la seva reacció varia segons el seu gruix i la seva densitat.
• E: combustible, contribució alta al foc. Causa flashover abans de 2 minuts. Entre ells podem trobar materials i/o productes com taulers de fibra de baixa densitat o sistemes d’aïllament compostos de plàstic.
• F: comportament indeterminat. Materials i/o productes no testats.

Aquesta classificació depèn de l’ús que finalment tindrà el producte (sostres, terres) i la forma que finalment adopti el material, i se li afegiran a les sigles anteriors uns subíndexs indicant-ho. Així, tenim:

• Materials per a parets i sostres: sense subíndexs.
• Materials per a terres: subíndex FL (de la paraula anglesa floor).
• Productes lineals per a aïllaments de canonades: subíndex L (line).

Altrament, la majoria de materials, juntament amb aquesta codificació, porta una altra classificació addicional que dona informació sobre l’opacitat dels fums i sobre el despreniment de gotes que podrien propagar un incendi. Així, tenim:

• Estanquitat al pas dels fums S (smoke): s’estableix en funció de la quantitat i la velocitat d’emissió dels fums. Segons aquest concepte, els materials es classifiquen en:
  • S1: baixa opacitat i producció de fums.
  • S2: mitjana opacitat i producció de fums.
  • S3: alta opacitat i producció de fums.
• Caiguda de gotes o partícules inflamables D (drop): amb classificació:
  • D0: no produeix ni gotes ni partícules.
  • D1: produeix gotes i/o partícules no inflamades.
  • D2: produeix gotes i/o partícules inflamades.

En tot cas, cal no oblidar que la legislació a aplicar dependrà de l’any de construcció de l’edifici i, per tant, de les característiques mínimes que imposa la legislació que fossin vigents en cada moment. Així, si la construcció és anterior a l’entrada en vigor del CTE (o de l’RSCIEI en el cas d’establiments industrials), es tindran en compte les Normes Bàsiques de l’Edificació que corresponguin: NBE-CPI-96, NBE-CPI-91, NBE-CPI-82 o, en el cas d’establiments industrials o no industrials construïts en dates anteriors, únicament serà d’aplicació l’article 24 i el capítol VII del títol II de l’Ordenança general de seguretat i higiene en el treball, de l’Ordre de 9 de març de 1971.

La resistència al foc estableix el comportament dels elements constructius davant del foc, concretament el temps durant el qual l’element ha de mantenir les condicions, segons l’ús que en fem. Les característiques que s’assagen i els mètodes per dur-los a terme s’han establert en la Noma UNE-EN 13501-1:2019. Els paràmetres que s’estudien són:

• R: estabilitat al foc o capacitat portant (resistance).
• E: integritat al pas de les flames i gasos calents (integrity).
• I: aïllament tèrmic (insulation).

Els materials i productes dela construcció han de portar aquesta classificació Euroclasses segons la resistència al foc. Les classes, pel que fa a la resistència al foc, s’indiquen d’aquesta manera:

• R: determina el temps durant el qual el material manté l’estabilitat o la capacitat portant.
• RE:determina el temps durant el qual es compleixen les condicions d’estabilitat i d’integritat al pas de les flames i dels gasos calents.
• REI: determina el temps durant el qual es compleix l’estabilitat, la integritat i l’aïllament tèrmic.

La manera d’indicar aquesta classificació és mitjançant les sigles R, RE i REI, i entre parèntesis s’indica el temps en minuts, per la qual cosa compleix la característica assajada: R(t), RE(t) i REI(t). L’escala de temps en minuts està normalitzada i és: 15, 30, 60, 120, 180, 240 o 360; per exemple: R (15), RE (20), REI (45).

Sense ser necessari entrar a més detall, és útil saber que els materials també es poden classificar respecte de la seva implicació en un incendi per:

• W (radiació). La capacitat de l’element d’evitar la transmissió de foc cap a un recinte no afectat, a causa de l’excés de calor irradiat a través de l’element.
• M (acció mecànica). La capacitat de l’element de resistir l’impacte per la falla estructural d’un altre element proper.
• C (tancament automàtic). La capacitat de portes i finestres de tancar completament sense intervenció humana.
• K (protecció contra incendis de revestiments). La capacitat dels revestiments de murs i sostres de lliurar protecció als components que es troben darrere d’ells.

La classificació de les cobertes i els recobriments d’aquestes té la seva pròpia norma sobre mètodes d’assaig per a cobertes exposades a foc exterior (UNE-CEN/TS 1187:2013).

Com podem saber les característiques de resistència o reacció al foc d’un element constructiu?

Podem demanar al contructor o instal·ladors l’informe de classificació del producte o gamma. Normalment això ho farem en representació del propietari de l’edifici.

A les portes tallafoc, en el llom interior de la porta (al costat de la frontissa) ha d’haver col·locada la xapa metàl·lica amb la informació de la integritat i aillament i el número de minuts que resisteix.