TEMA I SEGURIDAD INDUSTRIAL- INTRODUCCION..pptx

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Seguridad IV: “SEGURIDAD
CONTRA INCENDIOS”
Profesor: Ing. JARA, Walter Ángel
Tecnicatura en Higiene y Seguridad Industrial
AÑO 2017

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Contenidos:
 Algo de historia
 ¿Quiénes fueron los primeros?
 Estados de la materia.
 Química y Física del Fuego.
 Presión de vapor y punto de ebullición.
 Fuego.
 Propiedades de los combustibles que contribuyen a la peligrosidad
del fuego.
 Unidades de calor y temperatura.
TEMA I: Introducción
Seguridad IV - Seguridad Contra Incendios

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Cuadro conceptual de la unidad

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Las partículas elementales se organizan en átomos y éstos en moléculas.
Los componentes de la materia están sujetos a fuerzas de cohesión que los
mantienen agrupados; en oposición dentro del átomo y en las moléculas hay
enorme energía calorífica. En principio, podemos establecer tres estados bá-
sicos de agregación de la materia, según que las fuerzas de cohesión sean
mayores o menores: Sólidos, Líquidos y Gaseosos.
Si sustituimos según la teorías filosóficas de Empédocles y Aristóteles se
tiene:
 Tierra por Sólido.
 Aire por Gas.
 Agua por Líquido, y agregando.
 Fuego por Energía.
Estados de la materia

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 Sólido: En un sólido, cada átomo y, cada molécula ocupan una posición
fija. Las moléculas se mueven ligeramente, oscilando alrededor de su
posición de equilibrio. Si aumenta la temperatura se hacen más amplias
las oscilaciones y como cada átomo necesita más espacio para moverse,
el sólido comienza a dilatarse; aumentando la energía térmica se llega a
la fusión transformándose el sólido en líquido.
 Líquido: En un líquido, las moléculas se mueven cambiando de posición,
pero como existe una fuerza de atracción entre las mismas, ocupan un
volumen determinado. Cuando algunas moléculas abandonan la superficie
del líquido, decimos que se evaporan. Si aumenta la temperatura, el
líquido hierve y, la evaporación aumenta, en oposición si desciende la
temperatura, el vapor pasará al estado líquido condensándose. De
continuar el enfriamiento, se podrá llegar a la solidificación.

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 Gas: Aquí la energía calorífica es mayor que la fuerza de cohesión de
las moléculas. Por lo tanto, éstas se mueven libremente chocando entre
sí. Si la temperatura desciende, entonces el gas se condensa y se con-
vierte en líquido.
 Plasma: En el interior de las estrellas el calor es tan intenso que los
átomos se entrechocan constantemente. Los núcleos y los electrones se
desplazan libres en forma de partículas cargadas. El fuego es una
forma de energía que se encuadra dentro de este cuarto estado. Sin
embargo, hay que dejar constancia de que no todas las opiniones
coinciden en esta apreciación. El plasma se compone de: moléculas y
átomos normales, de moléculas y átomos ionizados y de electrones
libres.

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Química y Física del Fuego
Definiciones y Propiedades Fundamentales:
 Átomo: Es la menor porción de materia capaz de combinarse con otros
para formar moléculas. Los átomos son indivisibles, a pesar de que
están constituidos por otras partículas (más pequeñas) denominadas
protones, neutrones y electrones.
 Molécula: Es la menor porción de materia que puede encontrarse libre
en la naturaleza. De acuerdo a la constitución de sus moléculas, se dice
que una sustancia es simple o compuesta. Por ejemplo: La molécula de
oxígeno es O2 y es una sustancia simple, en cambio, la molécula de
dióxido de carbono es CO2 y es una sustancia compuesta.

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 Número atómico (Z): El número atómico de un elemento indica la
cantidad de electrones o protones que contiene el átomo de dicho
elemento.
 Número másico (A): Indica la cantidad de partículas que contiene el
núcleo de un átomo, es decir, es la suma de la cantidad de protones y
la cantidad de neutrones de dicho átomo.
 Masa molecular relativa o peso molecular relativo: Es la suma de
las masas atómicas de cada uno de los átomos que constituyen la
molécula.
 Mol: Es una medida para expresar la cantidad de materia. Un mol de
partículas, átomos, moléculas, contiene 6.02 x 1023 partículas,
átomos, moléculas.

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Presión de vapor y punto de ebullición
Las moléculas de un líquido están en continuo movimiento, de tal manera
que las de la superficie pueden escaparse, aunque algunas vuelven a
chocar con la superficie y pasan nuevamente a formar parte de la masa
líquida. Si el recipiente que contiene el líquido está cerrado, se llega a
alcanzar el Punto de Equilibrio cuando la cantidad de moléculas que se
escapan es igual a la cantidad de moléculas que vuelven a entrar en él. La
presión ejercida por el Vapor que se escapa en este punto de equilibrio,
se denomina Presión de Vapor.
A medida que aumenta la temperatura, cuando la presión de vapor iguala a
la presión atmosférica, el líquido entra en ebullición. A la temperatura del
líquido en ese momento se la denomina Punto de Ebullición.

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Densidad Relativa Vapor - Aire
Es la relación entre el peso de una mezcla de vapor y el peso de un volumen
igual de aire en idénticas condiciones (equilibrio de temperatura y presión).
La densidad de una mezcla vapor - aire a temperatura ambiente se puede
calcular a partir de la siguiente fórmula:
𝐝𝐯𝐚 =
(𝐩∗𝐬)
𝑷
+
(𝐏−𝐩)
𝒑
Siendo:
 P = Presión del ambiente;
 p = Presión del vapor de la sustancia a temperatura ambiente
 s = Densidad relativa del vapor puro
El primer término de la fórmula representa el aporte del vapor y el segundo
término es el aporte del aire.

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Reacciones químicas Endotérmicas y
Exotérmicas
En toda reacción química siempre participa cierta cantidad de energía,
generalmente en forma de calor, que puede ser absorbida o emitida. En el
primer caso, la reacción se denomina Endotérmica y en el segundo,
Exotérmica.
 Combustión: Es una reacción exotérmica autoalimentada con presencia de
un combustible en fase sólida, líquida y/o gaseosa. Generalmente, está
asociada a la oxidación de un combustible por el oxígeno del aire, con
emisión de luz.

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 Reacciones oxidantes: Una reacción de oxidación requiere la
presencia de un material combustible (por ejemplo hidrocarburos u
otros compuestos orgánicos) y de un agente oxidante (el más
corriente es el oxígeno del aire); los productos de la reacción son
compuestos relativamente estables, como el CO2 y el H2O; además
se desprende energía calórica, ya que la reacción es Exotérmica.
 Ignición: Es el fenómeno que inicia la reacción de combustión
autoalimentada.
 Explosiones: Se producen cuando el combustible y el agente
oxidante se mezclan íntimamente antes de la ignición en un
recipiente cerrado, con una elevación repentina de la presión,
progresando la combustión con gran rapidez.

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Para que un combustible empiece a quemarse, mezclado previamente con
aire, la concentración del mismo debe hallarse dentro de los límites de
inflamabilidad. Entre las temperaturas mínima y máxima de inflamación, la
llama se propagará a temperatura y presión específicas hasta que toda la
mezcla inflamable se consuma.

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Fuego
Se denomina así a una combustión de aportación, es decir, aquella que, una
vez iniciada, se mantiene por la dosificación o aporte de una cantidad
limitada de combustible y comburente. Los tres elementos esenciales del
fuego, incluidos en el triángulo del fuego son: Combustible, comburente y
calor suficiente.

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A estos tres elementos faltaría agregar una cuarta variable que está
relacionada con las anteriores y que es la reacción en cadena, dando
origen de esta manera al tetraedro o pirámide del fuego.

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Comportamiento de materiales frente al fuego
Los materiales pueden estudiarse desde dos puntos de vista:
• La reacción al fuego, que estudia la contribución del material, el
riesgo y la peligrosidad. Se los clasifica desde MO (no combustibles)
a M4 (altamente inflamables).
• La resistencia al fuego, que tiene que ver con la aptitud de un
material de conservar durante un tiempo la estabilidad, el aislamiento
térmico, la no-emisión de gases inflamables.
La clasificación viene dada en función del tiempo (en Minutos), que un
material mantiene dichas características (por ejemplo, RF120 significa
que el material mantiene durante 120 minutos las características
especificadas ante la acción del fuego).

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Propiedades de los combustibles que contribuyen a la peligrosidad
del fuego.
• El calor de combustión: Es la cantidad máxima de calor liberado por la
combustión completa de una unidad de masa del material combustible.
• Oxidante estequimétrico: es la cantidad de oxidante que se necesita
para la combustión de una unidad de masa de combustible.
• Calor de gasificación: Es la cantidad de calor necesario para vaporizar
la unidad de masa de combustible.
• Inflamabilidad (provocada): Es una magnitud inversamente proporcional
al tiempo que necesita un flujo calorífico aplicado a un material dado
para elevar su temperatura superficial hasta su temperatura de
ignición provocada.

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• Formación del carbón: Es un residuo negro que se forma durante la
pirolisis y que tiene propiedades aislantes que pueden reducir la
velocidad de la combustión.
• Fusión: Los materiales que funden pueden aumentar la superficie de
la pirolisis, resultando a menudo más peligrosos.
• Toxicidad: Generalmente, el tóxico más importante que produce el
fuego es el CO (monóxido de carbono), producto de la combustión
incompleta.
• Geometría: Los materiales con poco grosor se inflaman con mayor
facilidad y las llamas se propagan más rápidamente. Las distri-
buciones geométricas con entradas de aire resultan más peligrosas.

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Unidades de calor y temperatura
Como el calor es una forma de energía, la unidad del SI para expresarlo es
el Joule (J), que puede relacionarse con otra unidad muy difundida, la
caloría, de la siguiente manera:
• 1 cal = 4.183 J (1 cal es la cantidad de calor necesaria pera elevar en 1º
C la temperatura de 1 g de agua).
Para expresar el flujo de energía por unidad de tiempo se utiliza el Watt.
• (1 W = 1 J/s). La cantidad de calor liberada en un incendio puede
expresarse en kW (1 kW = 103 W) o en MW (1 MW = 106 W).

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La unidad del SI para expresar la temperatura es el grado Kelvin (ºK)
La escala Celsius o centígrado es la adoptada por el SIMELA (Sistema
Métrico Legal Argentino). La equivalencia entre estas dos escalas es la
siguiente:
La escala Fahrenheit (ºF) no es una unidad del SI, aunque es bastante
conocida. Con la escala Celsius se relaciona de la siguiente manera:

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La energía calórica o térmica se propaga siempre desde la región de mayor
temperatura hacia la de menor temperatura, pero puede hacerlo de tres
formas diferentes:
 Conducción: Es característica de los sólidos y se produce por contacto. El
flujo de calor pasa de un cuerpo al otro hasta llega al equilibrio térmico.
No hay transporte de materia y el calor se transmite por la vibración de
las moléculas.
 Convección: Es característica de los fluidos y se produce por
desplazamiento de materia (corrientes convectivas).
 Radiación: El calor se propaga en forma de ondas electromagnéticas, a la
velocidad de la luz, sin la necesidad de la presencia de materia.
Propagación del calor

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BIBLIOGRAFIA:
 Seguridad contra Incendios, Ing. Oscar N. Marucci, Editorial
Ad-Hoc
 Ley 19.587 Higiene y Seguridad del Trabajo - Ley 13660
 Normas IRAM
 Apuntes de la cátedra.
 Manual de Seguridad e Higiene en el Trabajo - I.A.S.
 Manual de Seguridad contra Incendios – NFPA-MAPFRE
 Manual de Seguridad contra Incendios – Fundación MAPFRE
 NFPA – Standard
 Seguridad contra incendios en la Industria de Materiales
Plásticos, Ing. Oscar Marucci
 Seguridad contra incendios en la Empresa, H. Chauveau.
 Manual de C.A.L.F.U.

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Muchas Gracias….

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