Ciencias de los materiales

Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)

Espuma extinguidora

Asesor: ALICIA PANIAGUA

Autor: XAVIER SANCHEZ BONILLA

Resumen

El fuego es un elemento que se usa para muchos beneficios en la vida, como en la cocina, los motores de los autos, la fundición de materiales, etc. Pero también ha provocado grandes accidentes y perdidas a lo largo de la historia de la humanidad. Y muchos de ellos han empezado de forma pequeña. Como en la temporada navideña han ocasionado varias pérdidas humanas ppr fallas eléctricas en adornos navideños, o incendios de los árboles de navidad. Por lo que la correcta elección de un dispositivo para tener a mano en casa es importante, aun cuando no se espera que sea de uso frecuente. En este caso la espuma anti-incendios se puede utilizar pata incendios generados por líquidos inflamables y combustibles, como lo es el aceite de cocina, gasolina o diésel, entre otro. A diferencia  de otros agentes extintores, como agua, polvo químico o CO2, una espuma acuosa extingue por mecanismos de enfriamiento y/o separación de la llama, de la superficie de los productos, y de esta forma se suprimen los vapores generados y se extingue de forma definitiva el incendio, ya que las espumas aseguran la NO REIGNICIÓN.

Pregunta de Investigación

¿Por qué es diferente la espuma extintora? ¿En qué es mejor que el polvo?

Planteamiento del Problema

El polvo de los extinguidores que se usan en la mayoría de los lugares, cuando se usan dejan todo lleno de polvo que se esparce por todos lados. Esta espuma no deja tanto residuo y apaga el fuego más rápido.

Antecedentes

Hoy en día vivimos en una época de avances tecnológicos constantes aunque posiblemente los más importantes avances tecnológicos se realizaron hace ya hoy muchos miles de años. El ser humano no estaría donde está hoy si no fuera por inventos como la rueda, la escritura o el fuego.

El fuego ha sido uno de los elementos más importantes y decisivos para la historia del ser humano. Su empleo y utilización han traído una gran cantidad de beneficios aunque también implica algunos riesgos. El fuego a lo largo de la historia ha destruido ciudades entera, Roma o Londres son buenos ejemplos.  Es por este motivo que paralelamente al aprendizaje del uso del fuego hemos aprendido también como apagarlo.

Para entender y poder combatir el fuego es necesario entender su naturaleza. El fuego se produce debido a una reacción química entre el oxígeno y un material combustible. Cuando el combustible se quema se rompen los enlaces y se liberan partículas que al unirse con el oxígeno producen las llamas.

Cuando un fuego sale de control, puede ocasionar pérdidas inmobiliarias, pérdidas de vidas humanas, daños ambientales y más, por lo que tener algo para ayudar a controlar o apagar un fuego o incendio es importante. En un principio el agua fue usada para ayudar con estos propósitos.

Pero con la evolución de los inventos, se empezaron a utilizar bombas manuales que arrojaban el agua, al mismo tiempo nuevos químicos aparecían y el agua no era suficiente para algunos de ellos. Y al crecer los asentamientos humanos, los incendios causaban más perdidas.

El primer extintor lo invento William George Manby,  fue un inventor y publicista inglés, que nació en Denver (Norfolk) y murió en Yarmouth (1765-1854). Abrazó la carrera militar, y después de haber ascendido a capitán, se le designó, en 1803, para director de los cuarteles de Yarmouth.

Se distinguió principalmente por sus inventos mereciendo citarse entre estos una bomba para extinguir incendios cargada de una disolución de cal y potasa, lo que podemos denominar como el primer extintor de incendios de la historia.

A este inventor inglés se le ocurrió crear un instrumento que apagase el fuego viendo las dificultades de un grupo de bomberos de Edimburgo para alcanzar los pisos superiores de un edificio en llamas.

El primer extintor de fuego del mundo, creado por William George Manby, estaba formado por cuatro cilindros metálicos de los que tres de ellos estaban llenos de agua hasta la mitad y en el cuarto introducía aire a presión. En la parte superior del cilindro había una pequeña manguera y una válvula. Cuando se accionaba la válvula el aire a presión salía del cilindro metálico arrastrando el agua con él y apagando así el fuego.

El mecanismo de un extintor anti incendios no ha cambiado hasta nuestros días ya que el principio sigue siendo el mismo. Se trata de un cilindro metálico con un producto extintor a presión en su interior que cuando se acciona la válvula sale a presión por la manguera.

Este modelo de extintor de incendios fue patentado por William Manby en el año 1813 y seria más adelante, en el año 1905, cuando se sustituyo el agua de los extintores por bicarbonato sódico. En el año 1918 se desarrollo un agente extintor con una base de metales alcalinos que se llamaba “corriente cargada” que se utilizaba con los extintores de cartuchos.

Más adelante en el año 1959 se comenzaron a utilizar los extintores de agua con acumuladores de presión y poco a poco fueron reemplazando a los extintores de incendios de cartuchos. El extintor más utilizado hoy en día es el extintor de espuma, modelo que apareció en el año 1917 y cuyo mecanismo de funcionamiento era muy parecido a los extintores de ácido y sosa. Dada su alta efectividad los modelos de espuma fueron sustituyendo poco a poco al resto de modelos. Sería en los años 50 cuando su uso se generalizaría. Como todo el mundo se habrá dado cuenta las cosas no arden espontáneamente en contacto con el oxígeno sino que es necesario otro factor para desencadenar el fuego, el calor.

De esta forma concluimos que para que exista el fuego se necesita oxígeno,  o cualquier otro gas combustible, un material combustible y calor. Podemos deducir que para apagar el fuego necesitaríamos eliminar uno de estos tres factores.  Eliminar el combustible, suele ser el elemento más pesado y grande, puede ser lo más complicado y normalmente tendríamos que quitar los elementos que todavía no se han prendido fuego y dejar allí todo lo demás para que se queme.

Para eliminar el factor de la temperatura se suele aplicar agua sobre el fuego, ya que de esta forma se baja la temperatura del combustible evitando que este vuelva a arder.

Eliminar el oxígeno puede ser una gran solución al problema aunque a veces es prácticamente imposible debido a las dimensiones del incendio. Si se trata de un fuego pequeño puede apagarse colocando una manta encima del fuego evitando que entre el oxígeno y extinguiéndolo.

Los extintores de incendios son cilindros metálicos con un material extintor en el interior. Los extintores pueden encontrarse llenos de varios tipos de materiales extintores, sólidos, líquidos o gaseosos. Es necesario que el interior de extintor de incendios se encuentre presurizado para que pueda impulsar al agente extintor hacia el fuego. Algunos de los materiales extintores utilizados no pueden mantenerse a presión dentro del extintor de incendios por lo que en la parte de arriba de algunos extintores podemos encontrar otro cilindro que contiene un gas a presión, normalmente CO2. Un tubo metálico va desde la parte superior del extintor hasta el fondo y en la parte superior tiene una válvula y un tubo para apuntar a la base del incendio. Normalmente todos los extintores tienen un sistema de seguridad para evitar activaciones accidentales en el transporte.

Cuando accionamos la palanca del extintor de incendios se producen dos acciones, por un abre el gas a presión haciendo que este llene completamente el extintor. Por el otro lado permite que el agente extintor salga expulsado por la boquilla. La mayoría de los extintores tienen un indicador de presión para saber cuándo es necesario recargar el extintor ya que si la presión es demasiado baja el extintor de incendios podría no funcionar.

En el mercado existen muchos tipos de extintores de incendios. El agua es uno de los más utilizados y también de los más efectivos a la hora de apagar fuegos. Solamente hay que tener en cuenta que el agua no puede utilizarse cuando se trata de un fuego eléctrico o cuando se trate de combustibles líquidos como puede ser el petróleo ya que el agua extendería el incendio. Tampoco es recomendable utilizar agua en incendios químicos ya que el agua podría reaccionar con el químico y provocar una explosión. Por lo que es importante saber el tipo de extinguidor tenemos vamos a usar.

En la actualidad hay tantos tipos de extintores como tipos de fuego y cada extintor cuenta con una etiqueta que señala qué fuego apaga específicamente.

TIPOS DE EXTINTORES SEGÚN LAS CLASES DE FUEGO

Para ofrecerte una información más clara sobre los tipos de extintores que hay en el mercado, vamos a clasificar en primer lugar las clases de fuego existentes:

Clase A: fuegos con combustibles sólidos como madera, cartón, plástico, etc.

Clase B: fuegos donde el combustible es líquido, por ejemplo, aceite, gasolina o pintura.

Clase C: fuegos donde el combustible son gases como el butano, propano o gas ciudad.

Clase D: el combustible es un metal que arde, como puede ser el magnesio, sodio o aluminio en polvo.

Clase K: fuegos que se producen sobre aceites y grasas.

En la etiqueta del extintor podemos comprobar qué tipo de extintor es de acuerdo al tipo de fuego que puede sofocar. La gran mayoría de los extintores son capaces de apagar fuegos sólidos, líquidos y gaseosos, de modo que en sus etiquetas aparecen conjuntamente las letras A, B y C.

TIPOS DE EXTINTORES SEGÚN EL AGENTE EXTINTOR

Otra manera de clasificar los extintores proviene del sistema que utilizan para extinguir el fuego. En ese caso, las clases de extintores son las siguientes:

De agua: adecuados para fuegos sólidos (tipo A) y en espacios donde no hay electricidad. El agua es eficaz para apagar un incendio de madera, por ejemplo, dado su gran poder de enfriamiento, pero no lo es para sofocar fuegos provocados por la quema de gasolinas o aceites, ya que la densidad de estos líquidos es superior al agua y siempre quedaría por encima del agua impidiéndole extinguir el incendio. Nunca deben utilizarse para fuegos tipo C (con gases), ya que el agua conduce la electricidad.

De agua pulverizada: son apropiados para apagar fuegos sólidos y líquidos (tipo A y B), siempre y cuando no haya electricidad, ya que el contacto del agua con la corriente eléctrica podría provocar una electrocución. Ideales para jardines y exteriores, cuentan con una boquilla especial que arroja el agua en forma de niebla. Vaporizar el agua conlleva una mayor efectividad tanto en la absorción del calor, como en la sofocación del fuego.

De espuma: perfectos para fuegos de tipo A y B, sin presencia de electricidad. La espuma genera una capa que desplaza el aire, enfría el material y evita que el vapor se escape y avive la combustión.

De polvo: es el extintor más frecuente y el que solemos encontrar en la mayoría de casas, edificios y oficinas. Sirve para acabar con fuegos de tipo A, B y C y es compatible con la presencia de electricidad ya que, al ser polvo, el riesgo eléctrico desaparece. Actúan químicamente y por sofocación, ya que generan una sustancia pegajosa que forma una barrera entre las superficies de los materiales y el oxígeno.

De CO2: El dióxido de carbono es un gas que no conduce la electricidad y que es capaz de apagar fuegos de tipo A, B y C. Se le conoce como hielo seco o nieve carbónica, y al salir a presión del extintor, provoca un descenso drástico de la temperatura cercano a los 80 grados centígrados bajo cero.

Generalmente, se emplean en aquellos lugares en el que el uso de un extintor de agua o espuma podría producir grandes daños, como puede ser una sala de una fábrica con máquinas de gran valor.

De compuestos reemplazantes de los halógenos: Al igual que los extintores de polvo, interrumpen químicamente la reacción en cadena. No dejan residuos y, además, no conducen la electricidad. Son adecuados para fuegos de clase A, B y C.

Extintores a base de polvos especiales para la clase D: Apagar el fuego provocado por un metal es quizá el reto más difícil, ya que no existe un extintor universal para metales y es preciso contar con el compuesto de polvo específico según cada metal. Actúan por sofocación y, algunos de ellos, también por absorción del calor.

Extintores para fuegos de la clase K: A base de acetato de potasio, estos extintores para fuegos de la clase K descargan una fina niebla sobre el fuego producido en aceites y grasas de freidoras industriales o cocinas. Crean una especie de espuma que enfría el aceite o grasa y la separan del aire.

Objetivo

Saber si es cierto que la espuma extinguidora funciona mejor que el polvo extinguidor.

Justificación

Mi abuelito trabaja con extinguidores y nos ha contado lo que hace el fuego, y por eso sé que es importante saber más de como apagar un fuego.

Hipótesis

Sí logro saber que la espuma es mejor que el polvo extinguidor, entonces cambiaremos el de casa.

 

Método (materiales y procedimiento)

En este caso, vamos a poner a prueba un extinguidor de polvo vs un extinguidor de espuma, para ver cuál es más seguro y efectivo.

En ambos casos los extinguidores que se usaran son para fuegos tipo A y B, y pueden ser usados en casa.

  • Granada Extintora de espuma
  • Lugar seguro y alejado para un pequeño incendio provocado
  • Extinguidor de polvo tradicional
  • Extinguidor de espuma Enforcer
  • Diesel
  • Un palo con estopa, para encender la mecha
  • Encendedor

La Granada Extintora de incendios es un producto especial de nuevo diseño.

Solo hay que arrojarla a directamente a la fuente de fuego para extinguirla.

Fácil de usar por todas las edades y extingue rápidamente fuegos iniciales.

La Granada Extintora es adecuada para el hogar, la escuela ,el hospital, la oficina, el hotel, el centro comercial, la biblioteca ,el autobús, el tren, el automóvil, el bar, etc.

No solo es un extintor contra incendios, sino que también puede usarse como decoración gracias a su diseño y color.

Formas posibles de usar la Granada Extintora:

Arrojar la Granada Extintora directamente al fuego inicial. Si una Granada Extintora no es suficiente, arrojar más Granadas Extintoras hasta que se apague el fuego.

Es adecuada para situaciones de emergencia en una etapa temprana de incendio, ya que es fácil de usar.

Rápida y eficaz. Puede extinguir un incendio en 3 a 5 segundos. Cuando se arroja al fuego, genera una película de espuma que bloquea el oxígeno y con un efecto de enfriamiento.

Es económico y rentable, ya que es más barato que los extintores de polvo tradicionales y es Libre de mantenimiento.

Especificaciones:

  • Clases de fuego A y B
  • Contenido 350 ml
  • Temperatura de almacenamiento -20°C a 60°C
  • Vida de almacenaje 5 años

Extintor Enforcer 2 litros

Extintor en acero inoxidable SS-316, de 2 litros de solución de espuma contra incendio FireAde 2000 AFFF-AR al 6% en agua Dieléctrica

Es ideal para extinguir fuegos pequeños de:

Clase A: madera, papel, algodón, paja, carbón, neumáticos, plástico y maleza.

Clase B: gasolina, diesel, metanol, alcohol y solventes.

Clase C (con agua desmineralizada): para sistemas o equipos eléctricos energizados.

Clase D: metales inflamables (sodio, magnesio, potasio, entre otros).

Clase K: aceite comestible animal y vegetal, grasas.

Adecuado para todo tipo de industrias y comercios, autos, entre otros.

Extintor PQS certificado tipo ABC 6Kg

Extintor a base de Polvo Químico Certificado tipo ABC con capacidad de 6Kg

Extintor para los 3 principales tipos de fuego: A, B y C.

Cargado con Polvo Químico Seco a base de fosfato monoamónico.

este no funciono, el polvo nunca salio

Fuimos a un terreno en La Posta, Hidalgo que se puede usar de manera segura para pruebas de productos para apagar fuegos. En este lugar recibí ayuda con expertos que iniciaron un fuego donde pudimos probar los 3 extintores.

El primero que probamos, fueron 3 granadas de espuma, lance 2 que chocaron con el tambo encendido pero no reaccionaron creando la espuma, la tercera cayo dentro del tambo y empezó a inflarse pero después de un minuto no exploto.

Después se probó el extintor de polvo, pero no funciono, los señores que nos ayudaron nos decían que el polvo a veces se pone duro en el fondo del tanque, lo agitaron, lo azotaron, pero no funciono.

El último que probamos fue el extintor de espuma en tanque, ese funcionó rápidamente, apago el fuego en cuestión de segundos.

Galería Método

Resultados

Las granadas parecían ser prácticas para tener en casa por su tamaño, su peso y que solo había que lanzarla, por lo que sería más seguro al poder mantener distancia.

El extintor de polvo, no fue lo que esperaba pues no sirvió, en las instrucciones recomiendan debe ser revisado y recargado una vez al año, pero, este aunque era nuevo no funciono.

El extintor de espuma en loa ficha técnica, nos dice que no Caduca, y no requiere recarga. Y funcionó a la primera, solo quite el seguro y apreté el gatillo y el chorro salió muy fuerte y alcanzó mucha distancia,

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Creo que la espuma contenida en el tanque fue la mejor en apagar el fuego. Si dejo un buen rastro de espuma que se hizo agua después de un rato.

Pero no pude ver si el polvo se volatiliza mucho por el aire, debido a que no funcionó. En cuanto a las granadas de espuma, quizá el líquido debía caer en mayor cantidad sobre el fuego y no solo cerca de el.

Pero la espuma al no caducar como el polvo, resulto más segura y eficiente de usar. No solo por ser rápida, sino también porque cuando se necesite estará en buen estado.

Además pude ver que es importante que todos en casa incluyendo niños debemos saber usar un extintor.

Bibliografía

Química general, Autor Ma. Guadalupe Osuna C., Editorial Alfaomega, IPN.

El juego de la ciencia, Experimentos sencillos de química. Autor Louis V. Loesching, Editorial ONIRO

Química divertida, Aprende ciencia jugando, Autor Steven W. Moje,  traducción Claudio S,Ediciones De Mente

Química para niños y jóvenes 101 experimentos superdivertidos, biblioteca cienctifica para niños y jóvenes, Autor Limusa-Wiley, Editorial Noriega

http://www.fspm.com.mx/

http://www.expower.es/extintores-incendios-fuego.htm

https://www.miteco.gob.es/fr/calidad-y-evaluacion-ambiental/temas/productos-quimicos/Gestion%20de%20espumas_tcm36-182367.pdf

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography