La espuma y sus aplicaciones

22 Jul La espuma y sus aplicaciones

Los hidrocarburos como la gasolina o el diesel, tienen una tensión superficial menor que la del agua. En caso de incendio y aplicación solamente con agua, ésta y el hidrocarburo se mezclan y los dos fluidos rápidamente se separan, el hidrocarburo permanece en la parte superior y el agua en la parte inferior, quedando todavía en contacto con el oxígeno el hidrocarburo y anulando cualquier acción de extinción por parte del agua.Hydrocarbons such as gasoline or diesel, have a lower surface tension than water. In case of fire and applying water alone, this and the hydrocarbon are mixed and rapidly the two fluids are separated, the hydrocarbon remains in the top and water at the bottom, being still in contact with the hydrocarbon and oxygen nullifying any suppression action by the water.

Acción del agua sobre el hidrocarburo

Cuando el espumógeno se mezcla con agua y aire, la tensión superficial se reduce permitiendo a la espuma flotar sobre la superficie del hidrocarburo. La presencia de la espuma suprime los vapores inflamables separando el hidrocarburo del oxígeno y de la fuente de ignición, así como mediante el enfriamiento del combustible por debajo de su temperatura de ignición.

Aplicación de espuma sobre el incendio del hidrocarburo

La espuma es una mezcla de espumógeno, agua, un gas, generalmente aire, y cierta agitación mecánica que cuando se combinan en las correctas proporciones producen burbujas llenas de aire que sofocan, aíslan y enfrían fuegos de clase A y B. Estos 4 elementos representan el tetraedro de la espuma. Si alguno de los elementos no está presente o está en proporciones incorrectas, la formación de espuma puede verse afectada.

Tetraedro de la espuma

Las principales propiedades de la espuma son:
· Fluidez, gran capacidad de cubrir de forma rápida una superficie.
· Resistencia al calor, resistencia a la descomposición térmica
· Alta cohesión de la misma, con la consecuente supresión de vapores.
· Tolerancia a los combustibles, la habilidad de las burbujas a resistir la adherencia del combustible, cuando la espuma se suministra inyectada sub-superficial o desde la parte superior.
· Elevada capacidad refrigerante debido a su alto contenido en agua.
· Drenaje lento, gran capacidad de retención del agua.
· Menor densidad que el agua y el líquido combustible e inflamable.

Las principales aplicaciones para la protección contra incendios mediante espuma son:

[table]
[thead]
[td]Industria[/td][td]Aplicación[/td][td]Tipo de espuma habitual*[/td]
[/thead]
[tbody][td]Petroquímica[/td][td]Tanques de almacenamiento de líquidos inflamables[/td][td]Baja expansión[/td][/tbody]
[tbody][td]Petroquímica[/td][td]Cubetos de retención y/o de recogida[/td][td]Baja y media expansión[/td][/tbody]
[tbody][td]Petroquímica[/td][td]Áreas de proceso[/td][td]Baja, media y alta expansión[/td][/tbody]
[tbody][td]Petroquímica[/td][td]Pantalanes, muelles de carga marinos[/td][td]Baja y media expansión[/td][/tbody]
[tbody][td]Petroquímica[/td][td]Zonas de trasiego de combustibles comocargaderos[/td][td]Baja expansión[/td][/tbody]
[tbody][td]Petroquímica[/td][td]Balsas de GNL y GLP[/td][td]Media y alta expansión[/td][/tbody]
[tbody][td]Petroquímica[/td][td]Zonas de proceso[/td][td]Baja, media y alta expansión[/td][/tbody]
[tbody][td]Química[/td][td]Almacenes de combustibles «A» y «B»[/td][td]Baja y alta expansión[/td][/tbody]
[tbody][td]Aeronáutica[/td][td]Hangares de aviones[/td][td]Baja y alta expansión[/td][/tbody]
[tbody][td]Aeronáutica[/td][td]Helipuertos[/td][td]Baja y alta expansión[/td][/tbody]
[tbody][td]Eléctrica[/td][td]Transformadores[/td][td]Baja, media y alta expansión[/td][/tbody]
[tbody][td]Eléctrica[/td][td]Galerías de cables[/td][td]Alta expansión[/td][/tbody]
[/table]
*los tipos de espumas se tratan en el apartado siguiente.

Los sistemas de protección mediante espuma no son adecuados para, entre otras, las siguientes aplicaciones:
· Productos químicos, como el nitrato de celulosa, que liberan oxígeno u otros agentes oxidantes que pueden mantener la combustión.
· Fuegos eléctricos.
· Metales como el sodio o el potasio y aleaciones sodio-potasio que en contacto con el agua generan reacciones exotérmicas.
· Materiales peligrosos reactivos al agua como el trietil aluminio y el pentóxido de fósforo.
· Metales combustibles como el aluminio y el magnesio.

Bibliografía:

– Fire Service Pump Operator: Principles and Practice, 2011. International Association of Fire Chiefs National
Fire Protection Association.
– Presentación J.R. CARME LUESMA, Noviembre 2003.
– UNE-EN-13565-2. Sistemas fijos de lucha contra incendios. Sistemas espumantes. Parte 2: Diseño, construcción y mantenimiento.

Action of water on hydrocarbon

When the foam is mixed with water and air, the surface tension is reduced allowing the foam to float on the surface of the hydrocarbon. The presence of flammable vapors suppresses foam separating the oxygen and hydrocarbon ignition source, as well as by cooling the fuel below its ignition temperature.

Application of foam over the burning of hydrocarbon

The foam is a mixture of foam, water, gas, usually air, and some mechanical agitation that when combined in the right proportions produce air-filled bubbles suffocate, insulate and cool fires of class A and B. These 4 elements represent tetrahedron foam. If any item is missing or is incorrect proportions, foaming may be affected.

Tetrahedron foam

The main properties of the foam are:
· Fluency, great ability to cover an area quickly.
· Heat resistance, resistance to thermal decomposition
· High cohesion of the same, with consequent elimination of vapors.
· Fuel tolerance, the ability of bubbles to resist adhesion of the fuel, when the foam is fed subsurface injected or from the top.
· High cooling ability due to its high water content.
· Slow drainage, plenty of water retention.
· Less dense than water and fuel and flammable liquid.

The main applications for fire protection foam are:

[table]
[thead]
[td]Industry[/td][td]Application[/td][td]Usual type foam*[/td]
[/thead]
[tbody][td]Petrochemistry[/td][td]Storage tanks for flammable liquids[/td][td]Low expansion[/td][/tbody]
[tbody][td]Petrochemistry[/td][td]Retention ponds and / or collection[/td][td]Low and medium expansion[/td][/tbody]
[tbody][td]Petrochemistry[/td][td]Process areas[/td][td]Low, medium and high expansion[/td][/tbody]
[tbody][td]Petrochemistry[/td][td]Docks, marine loading docks[/td][td]Low and medium expansion[/td][/tbody]
[tbody][td]Petrochemistry[/td][td]Fuel racking areas[/td][td]Low expansion[/td][/tbody]
[tbody][td]Petrochemistry[/td][td]Rafts GNL and GLP[/td][td]Medium and high expansion[/td][/tbody]
[tbody][td]Petrochemistry[/td][td]Process areas[/td][td]Low, medium and high expansion[/td][/tbody]
[tbody][td]Chemistry[/td][td]Fuel Storage «A» and «B»[/td][td]Low and high expansion[/td][/tbody]
[tbody][td]Aeronautics[/td][td]Aircraft hangars[/td][td]Low and high expansion[/td][/tbody]
[tbody][td]Aeronautics[/td][td]Heliports[/td][td]Low and high expansion[/td][/tbody]
[tbody][td]Electrical[/td][td]Transformers[/td][td]Low, medium and high expansion[/td][/tbody]
[tbody][td]Electrical[/td][td]Cable tunnels[/td][td]High expansion[/td][/tbody]
[/table]
*types of foam are discussed in the following section.

Protection systems are not suitable for foaming, among others, the following applications:
· Chemicals, such as cellulose nitrate, that release oxygen or other oxidizing agents that can support combustion.
· Electrical fires.
· Metals such as sodium or potassium and sodium-potassium alloy in contact with water produce exothermic reactions.
· Water reactive Hazardous materials such as triethyl aluminum and phosphorus pentoxide.
· Metal fuels such as aluminum and magnesium.

Bibliography:

– Fire Service Pump Operator: Principles and Practice, 2011. International Association of Fire Chiefs National
Fire Protection Association.
– Presentación J.R. CARME LUESMA, Noviembre 2003.
– UNE-EN-13565-2. Sistemas fijos de lucha contra incendios. Sistemas espumantes. Parte 2: Diseño, construcción y mantenimiento.