Espuma contra incendios

La espuma contra incendios es una espuma que se utiliza para la extinción de incendios . Su función es enfriar el fuego y recubrir el combustible, impidiendo su contacto con el oxígeno, consiguiendo así la supresión de la combustión . La espuma contra incendios fue inventada por el ingeniero y químico moldavo Aleksandr Loran en 1902. ^[1]

Los surfactantes utilizados deben producir espuma en concentraciones inferiores al 1%. Otros componentes de las espumas retardantes de fuego son disolventes orgánicos (por ejemplo, trimetiltrimetilenglicol y hexilenglicol ), estabilizadores de espuma (por ejemplo, alcohol laurílico ) e inhibidores de corrosión .

• Las espumas de baja expansión, como las espumas formadoras de película acuosa (AFFF), tienen una relación de expansión de menos de 20, son de baja viscosidad, móviles y pueden cubrir rápidamente grandes áreas.
• Las espumas de expansión media tienen una relación de expansión de 20 a 200. ^[2]
• Las espumas de alta expansión tienen una relación de expansión de entre 200 y 1000 y son adecuadas para espacios cerrados como hangares, donde se necesita un llenado rápido.
• Las espumas resistentes al alcohol contienen un polímero que forma una capa protectora entre la superficie en llamas y la espuma, lo que evita que los alcoholes del combustible en llamas la destruyan. Las espumas resistentes al alcohol se utilizan para combatir incendios de combustibles que contienen oxigenados , por ejemplo, metil terc-butil éter (MTBE), o incendios de líquidos basados ​​en disolventes polares o que los contienen .

Las espumas de clase A se desarrollaron a mediados de la década de 1980 para combatir incendios forestales . Las espumas de clase A reducen la tensión superficial del agua, lo que ayuda a humedecer y saturar las espumas de clase A con agua. Penetra y extingue las brasas en profundidad. Esto ayuda a la extinción del fuego y puede evitar la reencendido. ^[3] Las experiencias favorables llevaron a su aceptación para combatir otros tipos de incendios de clase A , incluidos los incendios estructurales. ^[4]

Las espumas de clase B están diseñadas para incendios de clase B (líquidos inflamables). El uso de espuma de clase A en un incendio de clase B puede producir resultados inesperados, ya que las espumas de clase A no están diseñadas para contener los vapores explosivos producidos por líquidos inflamables. Las espumas de clase B tienen dos subtipos principales.

Las espumas sintéticas se basan en surfactantes sintéticos . Proporcionan un mejor flujo y propagación sobre la superficie de los líquidos a base de hidrocarburos, para una extinción más rápida de las llamas. Tienen una seguridad limitada después del incendio y son contaminantes tóxicos de las aguas subterráneas.

• Las espumas formadoras de película acuosas (AFFF) son a base de agua y con frecuencia contienen surfactantes a base de hidrocarburos, como alquilsulfato de sodio , y fluorosurfactantes , como fluorotelómeros , ácido perfluorooctanoico (PFOA) o ácido perfluorooctanosulfónico (PFOS).
• Las espumas filmógenas acuosas resistentes al alcohol (AR-AFFF) son espumas resistentes a la acción de los alcoholes y pueden formar una película protectora.
• Las espumas sin flúor (FFF, también llamadas F3) se basan principalmente en surfactantes de hidrocarburos y están libres de cualquier fluorosurfactante. ^[5]

Las espumas proteicas contienen proteínas naturales como agentes espumantes. A diferencia de las espumas sintéticas, las espumas proteicas son biodegradables . Fluyen y se extienden más lentamente, pero forman una capa de espuma más resistente al calor y más duradera.

Las espumas de proteína incluyen espuma de proteína regular (P), espuma de fluoroproteína (FP) (una mezcla de espuma de proteína y surfactantes fluorados), fluoroproteína formadora de película (FFFP), ^{[6] [ cita completa necesaria ]} espuma de fluoroproteína resistente al alcohol (AR-FP) y fluoroproteína formadora de película resistente al alcohol (AR-FFFP).

Cada tipo de espuma tiene su aplicación. Las espumas de alta expansión se utilizan cuando un espacio cerrado, como un sótano o un hangar, debe llenarse rápidamente. Las espumas de baja expansión se utilizan en derrames de combustión. La AFFF es la mejor para derrames de combustibles para aviones, la FFFP es mejor para casos en los que el combustible en combustión puede formar charcos más profundos y la AR-AFFF es adecuada para quemar alcoholes. Las FFF de alto rendimiento son alternativas viables a la AFFF y la AFFF-AR para diversas aplicaciones. La mayor flexibilidad se logra con la AR-AFFF o la AR-FFFP. La AR-AFFF debe usarse en áreas donde la gasolina se mezcla con oxigenados, ya que los alcoholes evitan la formación de la película entre la espuma FFFP y la gasolina, descomponiendo la espuma y haciendo que la espuma FFFP sea prácticamente inútil.

Existen 2 técnicas principales de aplicación ^[7] de espuma sobre un incendio, reconocidas por las normas europeas (EN1568) e internacionales (ISO7203):

Método de barrido (roll-on) : úselo únicamente en un charco de producto inflamable en terreno abierto. Dirija el chorro de espuma hacia el suelo frente al producto en cuestión. Es posible que sea necesario mover la manguera o usar varias mangueras para cubrir el material. Si se usan varias mangueras, tenga cuidado con otros bomberos en el área.

Método de desvío de espuma : el bombero utiliza un objeto para desviar el chorro de espuma de modo que fluya hacia abajo sobre la superficie en llamas. La aplicación debe ser lo más suave posible. Dirija la espuma hacia un objeto vertical. Deje que la espuma se extienda sobre el material y forme una manta de espuma.

Método de lluvia : se utiliza cuando no se puede emplear el método de lanzamiento por ladera o el método de aplicación por rodillo. Se lanza el chorro de espuma al aire por encima del material y se deja caer suavemente sobre la superficie. Es eficaz siempre que el chorro de espuma cubra completamente el material. Puede no ser eficaz si las condiciones del viento son desfavorables.

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El agua ha sido durante mucho tiempo un agente universal para extinguir incendios, pero no es la mejor opción en todos los casos. Por ejemplo, el agua suele ser ineficaz en incendios de petróleo y puede ser peligrosa. Las espumas extintoras se desarrollaron para extinguir incendios de petróleo.

En 1902, el ingeniero y químico ruso Aleksandr Loran introdujo un método para extinguir incendios de líquidos inflamables cubriéndolos con espuma . Loran era profesor en una escuela de Bakú , el centro de la industria petrolera rusa en ese momento. Impresionado por los grandes incendios de petróleo difíciles de extinguir que había visto allí, Loran trató de encontrar una sustancia líquida que pudiera combatirlos de manera efectiva. Inventó la espuma contra incendios, que se probó con éxito en experimentos en 1902 y 1903. ^[1] En 1904, Loran patentó su invento y desarrolló el primer extintor de espuma el mismo año. ^[8]

La espuma original era una mezcla de dos polvos y agua producida en un generador de espuma. Se la llamó espuma química debido a la acción química para crearla. En general, los polvos utilizados eran bicarbonato de sodio y sulfato de aluminio , con pequeñas cantidades de saponina o regaliz agregadas para estabilizar las burbujas. Los extintores de espuma portátiles usaban los mismos dos productos químicos en solución. Para activar el extintor, se rompía un sello y se invertía la unidad, lo que permitía que los líquidos se mezclaran y reaccionaran. La espuma química es una solución estable de pequeñas burbujas que contienen dióxido de carbono con una densidad menor que el aceite o el agua, y exhibe persistencia para cubrir superficies planas. Debido a que es más liviana que el líquido en llamas, fluye libremente sobre la superficie del líquido y extingue el fuego mediante una acción de sofocación (eliminación/prevención de oxígeno). La espuma química se considera obsoleta hoy en día debido a los muchos contenedores de polvo necesarios, incluso para incendios pequeños.

En la década de 1940, Percy Lavon Julian desarrolló un tipo mejorado de espuma llamada Aerofoam. Mediante la acción mecánica, un concentrado líquido a base de proteína , elaborado a partir de proteína de soja , se mezcló con agua en un dosificador o una boquilla de aireación para formar burbujas de aire con la acción de flujo libre. Su relación de expansión y facilidad de manejo la hicieron popular. La espuma proteica se contamina fácilmente con algunos líquidos inflamables, por lo que se debe tener cuidado de que la espuma se aplique solo sobre el líquido en llamas. La espuma proteica tiene características de derribo lento, pero es económica para la seguridad posterior al incendio.

A principios de los años 50, Herbert Eisner ideó una espuma de alta expansión en Inglaterra, en el Safety in Mines Research Establishment (actualmente el Health & Safety Laboratory), para combatir los incendios en las minas de carbón. Will B. Jamison, un ingeniero de minas de Pensilvania, leyó sobre la espuma propuesta en 1952 y solicitó más información sobre la idea. Procedió a trabajar con la Oficina de Minas de los Estados Unidos en la idea, probando 400 fórmulas hasta que se encontró un compuesto adecuado. En 1964, Walter Kidde & Company (actualmente Kidde ) compró las patentes de la espuma de alta expansión. ^[9]

En la década de 1960, National Foam, Inc. desarrolló la espuma de fluoroproteína . Su agente activo es un surfactante fluorado que proporciona una propiedad de rechazo del aceite para evitar la contaminación. En general, es mejor que la espuma de proteína porque su mayor vida útil proporciona una mayor seguridad cuando se requiere ingresar para un rescate. La espuma de fluoroproteína tiene características de derribo rápido y también se puede usar junto con productos químicos secos que destruyen la espuma de proteína.

A mediados de la década de 1960, la Marina de los EE. UU. desarrolló la espuma formadora de película acuosa (AFFF). Esta espuma sintética tiene una viscosidad baja y se extiende rápidamente por la superficie de la mayoría de los combustibles de hidrocarburos . Se forma una película de agua debajo de la espuma, que enfría el combustible líquido y detiene la formación de vapores inflamables. Esto permite una extinción espectacular del incendio, un factor importante en la lucha contra incendios en caso de accidente.

A principios de la década de 1970, National Foam, Inc. inventó la tecnología AFFF resistente al alcohol. AR-AFFF es una espuma sintética desarrollada tanto para materiales de hidrocarburos como de disolventes polares . Los disolventes polares son líquidos combustibles que destruyen la espuma convencional contra incendios. Estos disolventes extraen el agua contenida en la espuma, descomponiendo la capa de espuma. Por lo tanto, estos combustibles requieren una espuma resistente al alcohol o a los disolventes polares. La espuma resistente al alcohol debe rebotar en una superficie y dejar que fluya hacia abajo y sobre el líquido para formar su membrana, a diferencia de la AFFF estándar que se puede rociar directamente sobre el fuego.

En 1993, Pyrocool Technologies Inc. adquirió los derechos de patente de un agente humectante con propiedades de enfriamiento superiores que es eficaz en incendios de clase A, clase B, clase D, así como en incendios presurizados y tridimensionales que involucran combustibles a base de hidrocarburos y solventes polares como el alcohol y el etanol. El agente humectante se comercializa con el nombre de Pyrocool. Pyrocool Technologies Inc. recibió el Premio Presidencial de Química Verde de 1998 de la USEPA. Carol Browner, la administradora de la USEPA en 1998, describió a Pyrocool como la "Tecnología para el tercer milenio: el desarrollo y la introducción comercial de un agente de extinción de incendios y enfriamiento responsable con el medio ambiente". Una disputa con el fabricante, Baum's Castorine, resultó en que Baum rebautizara esta fórmula con el nombre Novacool UEF y ha estado vendiendo este producto con ese nombre desde 2008.

En 2002, BIOEX, un fabricante francés de espumas contra incendios, pionero en las espumas respetuosas con el medio ambiente, lanzó al mercado la primera espuma sin flúor (ECOPOL). El concentrado de espuma es muy eficaz en incendios de hidrocarburos y disolventes polares de clase B, así como en incendios de clase A. Su reto medioambiental ha sido convencer a sus clientes de que elijan su nueva generación de productos ecológicos, que son 100% libres de flúor y han demostrado ser eficaces. ^[10]

En 2010, Orchidee International de Francia desarrolló la primera FFHPF, la espuma sin flúor de mayor rendimiento. La espuma ha alcanzado un índice de degradabilidad del 97 % y actualmente Orchidee International la comercializa con la marca "BluFoam". La espuma se utiliza al 3 % tanto en incendios de hidrocarburos como de disolventes polares.

Los estudios han demostrado que el PFOS es un contaminante persistente, bioacumulable y tóxico . ^{[11] [12] [13]} Se agregó al Anexo B del Convenio de Estocolmo sobre contaminantes orgánicos persistentes en mayo de 2009. ^[14] Las regulaciones en los Estados Unidos, Canadá, la Unión Europea, Australia y Japón han prohibido la nueva producción de productos basados ​​en PFOS, incluidas las espumas contra incendios. ^[15] 3M eliminó gradualmente la producción de PFOS en 2002 debido a preocupaciones de toxicidad. ^[16]

Un estudio, publicado en 2015, encontró que los bomberos tenían más probabilidades de tener surfactantes fluorados en su torrente sanguíneo . ^[17] En 2016, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos pagó $4,3 millones por un sistema de tratamiento de agua para los residentes río abajo de la Base Aérea Peterson en Colorado . ^{[18] [19]}

En los Estados Unidos, las descargas de AFFF por parte de embarcaciones a las aguas superficiales están reguladas por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) y el Departamento de Defensa , de conformidad con la Ley de Agua Limpia . ^{[20] [21]}

En Australia, en 2015, la Autoridad de Protección Ambiental de Nueva Gales del Sur emitió un comunicado de seguridad pública tras la contaminación de una fuente de agua cerca de la base de la RAAF Williamtown . Se informó que las aguas superficiales, subterráneas y los peces contenían sustancias químicas de las espumas contra incendios que había liberado la base local de la Real Fuerza Aérea Australiana antes de los cambios en el protocolo de entrenamiento en 2008. ^[22] Se recomendó a los residentes de la zona que no consumieran agua de pozo, además de huevos y mariscos de la fauna expuesta al agua contaminada. ^[23] El descubrimiento condujo a la prohibición de todas las formas de pesca en las aguas de Fullerton Cove hasta principios de octubre de 2016. ^{[24] [25]}

En 2017, el Departamento de Defensa de Australia se ocupaba de dos demandas colectivas interpuestas por los afectados por la contaminación en Williamtown y en el Centro de Aviación del Ejército de Oakey . ^{[26] [27]} Junto con muchos aeropuertos y servicios de bomberos, el Departamento de Defensa está investigando la posible contaminación en 18 sitios militares en toda Australia. ^[28] En Williamtown, también está realizando estudios sobre la absorción y la contaminación residual en plantas, pollos y huevos. ^[29]

En diciembre de 2017, el Ministro de Medio Ambiente de Nueva Zelanda anunció que se habían encontrado niveles de PFOS y PFOA superiores a los aceptables en las aguas subterráneas de dos bases de la Real Fuerza Aérea de Nueva Zelanda , que se cree que se deben al uso histórico de espuma contra incendios que contiene esas sustancias. ^[30] A los residentes que viven cerca de las bases aéreas se les dijo que bebieran agua embotellada hasta que se pudieran realizar pruebas más exhaustivas. ^[31]

En 2020, las agencias gubernamentales estatales de los EE. UU. planean eliminar la espuma contra incendios, ya sea mediante incineración o en vertederos. Estados Unidos eliminará casi 1 millón de galones estadounidenses (3800 kl) de espuma. La EPA y las agencias estatales aún están investigando los posibles riesgos para la salud de la incineración de AFFF. ^[32]

• Sistema de espuma de aire comprimido
• Despoblación con espuma : a menudo se realiza con espuma contra incendios
• Camino de espuma
• Cronología de acontecimientos relacionados con sustancias perfluoroalquilo y polifluoroalquilo
• Agua mojada

• Protección contra incendios asociada 16 de septiembre de 2006
• Clark, William E. Principios y prácticas de lucha contra incendios. Nueva Jersey: Saddle Brook, 1991.
• Hawthorne, Ed. Líquidos derivados del petróleo: control de incendios y emergencias. Nueva Jersey: Englewood Cliffs, 1987
• Riecher, Anton. Innovación: las ideas hacen avanzar la lucha contra incendios. Vol. 20, n.º 6, Industrial Fire World Magazine. 5 de octubre de 2005 [1]
• http://fireworld.com/Archives/tabid/93/articleType/ArticleView/articleId/86678/Innovation.aspx Archivado el 2 de marzo de 2014 en Wayback Machine.
• Reney, Varghese Espumas biodegradables contra incendios. Dubai: Journal, 2007.

• Medios relacionados con Espuma contra incendios en Wikimedia Commons