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Tema 2. Comportamiento Del Fuego
Tema 2. Comportamiento Del Fuego
Tema 2. Comportamiento Del Fuego
FUEGO:
El comportamiento del fuego depende de tres factores; climatolgicos, topogrficos y combustibles, que van a determinar por tanto la velocidad de propagacin, la direccin y la intensidad. Es el llamado tringulo comportamiento del fuego: del
1. FACTORES CLIMATICOS
El estado atmosfrico, cuya calificacin se basa en la presencia y caractersticas de parmetros meteorolgicos y los meteoros, posee una influencia decisiva en la iniciacin y comportamiento de los incendios forestales. Normalmente se asocia la temporada de incendios forestales a la poca del ao donde mayor es la temperatura y el periodo seco es ms prolongado. Los valores de los factores meteorolgicos son cambiantes, pero al contrario que los de combustible, no pueden ser alterados por el hombre. Sin embargo, pueden ser objeto de prediccin. La meteorologa es importante en los incendios forestales porque: - El tiempo previo es un factor de riesgo y determina el estado de los combustibles - El tiempo actual es un factor desencadenante y determina la probabilidad de ignicin - El tiempo futuro determina el desarrollo y propagacin del fuego. Las variables meteorolgicas que influyen en los incendios forestales pueden clasificarse en dos grupos: 1- Las que afectan a la posibilidad de inicio del fuego: Radiacin solar Precipitacin Temperatura del aire Humedad relativa
2- Las que inciden en la velocidad de propagacin: Velocidad del viento Direccin del viento Grado de estabilidad atmosfrica.
1.1-
Radiacin solar
Es la fuente de energa de la mayora de los procesos naturales. Su influencia se considera indirectamente incluyendo su efecto sobre otros factores del comportamiento del fuego, tales como la latitud, el mes y la hora del da, la orientacin de las laderas, la cobertura de nubes y la vegetacin afectada. A igualdad de otros factores, las laderas de solana tienen temperaturas mayores y vegetacin ms seca que las de umbra.
1.2-
Precipitacin
Es la forma ms fcil de cambiar el contenido de humedad del suelo y la vegetacin. Influye inmediatamente sobre la humedad relativa y de los combustibles muertos y, das despus, en los combustibles vivos al incorporarse el agua del suelo a los tejidos de las plantas. Juega un papel de primer orden en la formulacin de los ndices de riesgo acumulativos.
1.3-
Temperatura
Es la medida del efecto de la radiacin solar y posee un efecto decisivo sobre la vegetacin al regular su desecacin y la temperatura interna de los tejidos vegetales y, en consecuencia, los requerimientos de energa calrica externa necesaria para la ignicin. Influye sobre la humedad relativa del aire y, por tanto, sobre la humedad de los combustibles muertos. La temperatura es un factor estacional alcanzando sus valores mximos en poca estival cuando la radiacin solar incide con un mayor ngulo sobre la superficie terrestre y mayor es la duracin del da. Tambin presenta variaciones diarias, alcanzando su valor mnimo justo a la hora del amanecer y su mximo despus del medioda. En los climas templados y fros es de gran importancia el efecto de las heladas, que extraen el agua de los tejidos vegetales favoreciendo su desecacin. Otro efecto de la temperatura es su influencia sobre los movimientos del aire al crear diferencias trmicas entre masas de aire, que se traducen en variaciones de densidad y la aparicin de vientos. De forma general, la temperatura disminuye al aumentar la altitud. No obstante, hay situaciones que rompen esa regla y el aire ms fro se sita por debajo de una masa de aire caliente. Este fenmeno se conoce como inversin trmica y est asociado a la presencia de sistemas montaosos. Las inversiones trmicas se forman normalmente por la tarde, cuando una masa de aire fro y, por tanto, ms pesado resbala sobre el terreno desplazando el aire caliente y ocupando los fondos de los valles. En estas condiciones, los incendios en el valle suelen estar contenidos al ser la temperatura ms fra y mayor la humedad relativa. A media maana, el fondo del valle se calienta ms rpidamente, lo que puede provocar la ruptura del cinturn trmico y un aporte sbito de aire desde las laderas. Esto cambiar el comportamiento del fuego con mayores velocidades de propagacin y longitudes de llama.
La humedad relativa, debido a su dependencia de la temperatura, presenta una variacin diurna muy marcada con mximos en las horas de oscuridad y mnimos despus del medioda
Concepto
Humedad relativa Temperatura ambiente Velocidad, direccin, intensidad, generales, locales: de ladera de can, brisas marinas, tormentas
Afecta a la Velocidad de propagacin A mayor humedad relativa menor velocidad A mayor velocidad del viento mayor velocidad
Viento
1.5 Viento
El viento es el movimiento del aire con relacin a la superficie terrestre. Al tratarse de un vector interesa conocer su direccin y su intensidad. Este movimiento del aire se produce al existir grandes reas de la superficie terrestre que se calientan, trasladando su temperatura al aire que las rodea, que se vuelve ms ligero y asciende, volviendo a la superficie terrestre por efecto de la gravedad en reas ms fras. Estas diferencias de temperaturas crean diferencias de presiones atmosfricas en el plano horizontal que dan origen a los movimientos de aire que circula desde los centros de altas presiones a los de bajas. La fuerza con la que se mueve el aire de un centro de alta a otro de baja depende de la distancia de los centros y del gradiente de presin.
El aire tambin se desplaza debido a la rotacin de la Tierra y se ve afectado por la fuerza de Coriolis. Debido a ste efecto, el viento tiende a avanzar siguiendo una direccin sensiblemente paralela a las isobaras. En el hemisferio Norte, el viento que circula paralelo a los centros de alta presin lo hace en sentido de las agujas del reloj mientras que en el hemisferio Sur lo hace al contrario. Sin embargo, en los centros de bajas presiones, la direccin del viento se invierte debido al contacto que se establece en el permetro con los centros de alta. A nivel de superficie, el rozamiento con los elementos del terreno y la adaptacin del fluido al relieve pueden cambiar la velocidad del viento y hacerlo cambiar de direccin respecto a su componente general. Existe una masa de aire ascendente ( columna de conveccin ) cuyo dinamismo est regulado por el calor generado por el incendio y la diferencia de temperaturas existentes en la vertical del lugar. Grandes incendios forestales pueden crear sus propias condiciones meteorolgicas en lo que a movimientos de viento se refiere. El viento es un elemento decisivo en el comportamiento del fuego, siendo muchas veces responsable de que el incendio supere las barreras de defensa y de la formacin de fuegos de copas que se manifiestan de forma virulenta y afectan a la seguridad de los combatientes. Los efectos ms destacables del viento en la propagacin de los incendios son los siguientes: Desecacin del combustible forestal al acelerar la transpiracin de las plantas por el descenso de la humedad del aire. Incremento de la intensidad de reaccin al aadir mayores cantidades de un reactivo, el oxgeno, al proceso qumico de la combustin. Inclinacin de la llama, lo que provoca mayor eficacia en los procesos de transmisin de energa por radiacin al incidir sta de forma ms perpendicular sobre el combustible adyacente. Incremento ladera arriba de la eficacia de la transmisin de energa por conveccin, aumentando su dinamismo.
Mayor alcance de los materiales incandescentes, pavesas, que ascienden por el vrtice de la columna de conveccin y que pueden ser origen de focos secundarios.
Los vientos que nos pueden afectar en un incendio los clasificamos en: Vientos generales. Son los que afectan a una zona extensa al estar determinados por la circulacin general de la atmsfera y que por tanto son ms constantes en el espacio. Vientos locales. No estn influidos por la circulacin general de la atmsfera sino por variaciones locales de la topografa. Los hay de varios tipos: Vientos de ladera: - Ascendentes: de 11-12 h Hasta la puesta de sol (6-13 Km/h). Anabticos - Descendentes: de primeras horas de la noche hasta 3-5 h de la madrugada (4-10 km/hora). Katabticos. Vientos de valle: similares aunque de mayor intensidad. - Ascendentes: de 11-12 h Hasta puesta de sol (16-30 Km/h), max a 15 h. - Descendentes: de primeras horas de la noche hasta poco antes de amanecer (5-12 km/hora). Los vientos de ladera y de valle se denominan vientos de gravedad.
Brisas marinas, se dirigen de da desde el mar hacia la tierra y de noche a la inversa. Entre 5-10 km/hora. Puede penetrar en la tierra hasta unos 50 km. en costas muy planas, y por la noche en el mar unos 10 km. con velocidad de unos 3 km/hora.
Brisa de la tierra hacia el mar. Vientos pendiente abajo. Brisa de la tierra disminuye y los vientos pendiente abajo tambin. Vientos en exposiciones de solana comienzan a dar la vuelta pendiente arriba. Brisa de la tierra casi detenida y vientos pendiente abajo detenidos, excepto aquellos de lugares sombreados (umbras). Vientos pendiente arriba se tornan ms fuertes y cambian, los vientos de ladera suben ladera arriba y aparecen los vientos de valle o de can, quebrada arriba. Se acercan las temperaturas mximas. La brisa del mar refuerza los vientos pendiente arriba. Brisas del mar al mximo. Los vientos se tornan ms errticos en los barrancos en forma de cua, vientos cuesta arriba son muy fuertes.
9 horas
A la puesta del sol La brisa del mar disminuye y los vientos de las laderas se vuelven
pendiente abajo.
20 horas
20 horas
Se acerca el equilibrio entre brisa del mar y vientos pendiente abajo. La brisa de la tierra predomina. Los vientos corren pendiente abajo. El ciclo comienza otra vez al amanecer. Se acerca el equilibrio entre brisa del mar y vientos pendiente abajo. La brisa de la tierra predomina. Los vientos corren pendiente abajo. El ciclo comienza otra vez al amanecer.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Calma
El humo sube verticalmente. La veleta no se mueve apenas. El viento Ventolina inclina ligeramente el humo que asciende Perceptible en la cara. Agita hojas. La veleta Leve se mueve. Hojas y ramitas se mueven sin cesar. Ondean Flojo los gallardetes. Bonancible o Levanta papeles y polvo. Agita ramitas moderado desnudas Agita pequeos rboles con hojas y ramas Viento medianas desnudas. En lagos y estanques, molesto pequeas ondas con cresta. Mueve ramas gruesas. Silban los alambres Viento fuerte del telgrafo. Es difcil usar el paraguas. Viento Agita rboles medianos. Es difcil trabajar o muy fuerte moverse bajo el viento. (ventarrn) Mueve rboles gruesos y arranca pequeas Temporal ramas. Es difcil caminar contra el viento Temporal Desgaja ramas medianas, arranca tejas y fuerte chimeneas, derriba cornisas y macetas Temporal duro Poco frecuente en tierra. Troncha y arranca rboles. Graves daos en los edificios.
>2 2-5 5-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-75 75-85 85-100
Inversin trmica A medida que vamos ascendiendo en altitud la temperatura baja. Puede ocurrir que a una determinada altura la temperatura en vez de disminuir comience a subir, esto nos indica que estamos en una capa de inversin. Se produce en valles cerrados, a medida que avanza la noche al acumularse aire fro en el fondo del valle que hace subir lentamente el aire ms clido a las capas superiores creando un cinturn de aire caliente en altura, que hace una especie de tapn que impide la circulacin normal del aire, Se forma a ltimas horas de la tarde y durante la noche. Cuando avanza el da se calientan las laderas y el fondo del valle, los vientos locales ascendentes empujan hasta romper la capa de inversin. Se rompe a primeras horas del da al comenzar los vientos de ladera. Existe una acumulacin de gases en las capas bajas, una desecacin lente del combustible y deficiencia en el aporte de oxgeno. La temperatura suele ser baja. Debido a esto se genera una situacin muy peligrosa en incendios forestales, ya que durante la noche el incendio apenas avanza y tiene una combustin muy lenta por la falta de oxgeno, pero va calentando y resecando el combustible, de forma tal que al romperse la inversin entra aire fresco que provoca una combustin explosiva. Cuando se rompe la capa de inversin se produce un aporte de oxgeno muy rpido con lo que unido a la sequedad del combustible y a las corrientes ascendentes de los aires caldeados, tendremos un comportamiento de fuego explosivo. Pudiendo alcanzar velocidades de 600m. minuto El cinturn trmico suele situarse a los 2/3 del fondo del valle.
Una atmsfera inestable favorece el crecimiento del incendio al facilitar el ascenso de los gases de la combustin y la entrada de aire desde los laterales del incendio aporta oxgeno al incendio. Bajo estas condiciones, los fuegos pueden desarrollarse con violencia y tener un comportamiento errtico. Por el contrario cuando la diferencia de temperaturas de la masa de aire en la superficie y en altura no alcanza grandes valores, el efecto es que el aire desplazado tiende a volver a su posicin original . En estas condiciones de estabilidad los incendios tienen un comportamiento menos peligroso El fenmeno de la estabilidad o inestabilidad atmosfrica se explica mediante la representacin de las adiabticas seca, hmeda y normal de la masa de aire. No obstante, desde un punto de vista prctico, hay signos que pueden servir de indicadores para determinar de forma sencilla el grado de estabilidad atmosfrica. Por ejemplo: En los mapas isobricos, la existencia de bajas trmicas es signo de inestabilidad. Las nubes en capas horizontales, estratos, indican una atmsfera estable. Las nubes de desarrollo vertical, cmulos y cumulonimbos indican lo contrario. El humo de un incendio que asciende en vertical hasta alcanzar grandes alturas caracteriza una atmsfera inestable. Por el contrario, columnas de humo compactas que adoptan una forma de hongo a altitudes relativamente bajas son signos de estabilidad. Los vientos racheados y cambiantes de direccin, as como la formacin de remolinos de polvo en superficie indican inestabilidad. Los vientos tenues y continuos son signo de estabilidad. Las inversiones trmicas tienen lugar en ambientes estables. Atmsferas limpias con buena visibilidad son indicadoras de inestabilidad. Situaciones de mala visibilidad con mucho vapor de agua suspendido y la presencia de nieblas indican estabilidad atmosfrica.
La estabilidad atmosfrica es un factor que, a pesar de su importancia, no suele estar considerado en los Indices de Riesgo Meteorolgico debido a la dificultad de encontrar un parmetro que la mida y caracterice.
La importancia del rayo como causa de incendios en muchas partes del mundo y en Espaa, ha hecho que se desarrollen tecnologas capaces de detectarlos y localizarlos con el fin de tener localizados inmediatamente posibles focos de incendio.
Si en estas condiciones de combustible, o incluso otras menos favorables, se producen situaciones meteorolgicas puntuales que favorecen la propagacin de los incendios, el comportamiento del fuego puede ser explosivo y los incendios forestales imparables. Las situaciones meteorolgicas ms desfavorables suelen venir asociadas a vientos terrales o tipo foehn. Los vientos foehn son vientos muy clidos, secos y de gran intensidad que soplan desde las regiones altas a las bajas. Su velocidad y caractersticas desecantes sobre la vegetacin pueden tener como consecuencia que los incendios forestales sean realmente incontrolables. Se han llegado a medir vientos foehn de hasta 145 Km/h con un contenido de humedad relativa del 3%. Estos vientos suelen terminar bruscamente y no duran normalmente ms de tres das. Se producen en relieves montaosos cuando una masa de aire templado y hmedo es forzada a ascender para salvar este obstculo. Esto hace que el vapor de agua se enfre u sufra un proceso de condensacin precipitndose. Cuando esto ocurre existe un fuerte contraste climtico en las laderas de barlovento, con una gran humedad, y las de sotavento en las que el tiempo est despejado y la temperatura es elevada. Esto est motivado porque el aire ya seco y clido desciende rpidamente por la ladera. Debido a sus efectos claramente apreciables por los habitantes de las zonas donde se producen, tienen denominacin propia y distinta a la de su direccin. Ejemplo son la tramontana, el mistral, el Santa Ana, el Chinook, etc. Tambin hay vientos foehn fros como el Bora, sobre terrenos nevados.
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No duran normalmente ms de tres das y se presentan un nmero reducido de veces al ao. Por sus caractersticas de soplar desde regiones altas a las bajas afectan especialmente a las reas costeras. Su peligrosidad se agrava al incidir sobre vegetacin que se desarrolla frecuentemente en ambientes de humedad relativa alta por efecto del mar y que se deseca muy rpidamente por el viento terral.
2. FACTORES TOPOGRAFICOS
El comportamiento del fuego en un incendio forestal o en una quema depende de las caractersticas del terreno, del ambiente del sector que est siendo afectado y de las propiedades del material vegetal que est ardiendo, es decir, de la topografa, el tiempo atmosfrico y el combustible vegetal, lo que se conoce como la Gran Triada o tringulo del comportamiento del fuego. La topografa es el ms constante de los tres componentes y tiene gran influencia en los otros dos. Son tres los factores topogrficos que afectan de forma importante al comportamiento del fuego: configuracin, exposicin y pendiente. Tambin se menciona frecuentemente la altitud, por su efecto en la temperatura del aire y su contenido de oxgeno, pero realmente su incidencia en el inicio y desarrollo de los incendios forestales es muy pequea. La configuracin o relieve condiciona el clima, especialmente la formacin de microclimas, y tiene gran influencia en los regmenes de viento que van a incidir en la direccin y velocidad de propagacin del fuego. Las cadenas montaosas son un obstculo para el movimiento de las masas de aire y cuando son suficientemente altas determinan la existencia de humedades relativas significativamente mayores en las laderas de barlovento frente a las de sotavento El relieve determina la direccin de los vientos conducindolos por los valles y caones, adems puede provocar remolinos en crestas rocosas en la zona de sotavento o hacer muy peligrosas las inversiones trmicas en valles cerrados La exposicin o posicin de las laderas de las montaas respecto al ngulo de incidencia de los rayos solares tiene un efecto importante sobre la temperatura y la humedad relativa, en el desarrollo de la vegetacin que las cubre y el estado de humedad de los combustibles vegetales. Las laderas de solana, como norma general, tienen mayor temperatura y menos cantidad de agua, y por tanto, presentan menos combustible y ms seco que las de umbra. La pendiente es el factor topogrfico de mayor importancia en el comportamiento del fuego. Ejerce influencia en las formas de transmisin de energa haciendo que aguas arriba los fenmenos de conveccin y radiacin sean ms eficientes: por ello, mientras ms inclinadas sean las laderas, mayores sern las velocidades de propagacin de un fuego que asciende por ellas.
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En terreno plano y sin viento la propagacin es circular. En terreno inclinado y sin viento el fuego se propaga de modo anlogo al de un terreno llano con viento moderado sustituyendo la direccin del viento por la de la mxima pendiente. La pendiente influye en el comportamiento del fuego debido a: Los combustibles estn ms cerca de las llamas. El precalentamiento de los combustibles es ms rpido La velocidad del viento aumenta Se desarrolla rpidamente la columna de conveccin.
Pte actual % 0 0 0 0 10 10 10 10 60 60 60 60 Pte prxima % 0 10 30 60 0 10 30 60 0 30 60 90 Factor por el que se multiplica la velocidad actual 1 2.2 3 6 0.5 1 1.4 3 0.2 0.5 1 7
Cuanto ms reducidos sean los espacios abiertos en el desarrollo del incendio, con mayor rapidez se calentar el aire que lo rodea y, por tanto, se acelerar su ascenso, generando vacos, que pasan a ser ocupados por las llamas y stas, al inclinarse, incrementan el efecto de la radiacin y conveccin, en la desecacin y precalentamiento de los combustibles. Los fondos de barrancos con mucha pendiente y laderas muy prximas presentan las condiciones adecuadas para una rpida propagacin.
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La altitud: las laderas de los valles se dividen en tres partes; Tercio inferior: fondo del valle. Donde hay temperaturas ms altas y mayor cantidad de combustible Tercio medio: menos cantidad de combustible Tercio superior: propagacin ms lenta por haber menos combustible, pero zona conflictiva por que all se producen cambios bruscos.
Segn ascendemos en altitud va disminuyendo el combustible, bajando las temperaturas con el consiguiente aumento de la humedad relativa.
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ESCALA DEL 30 En la extincin de un incendio se llega a una situacin lmite, y por tanto peligrosa cuando concurren dos o ms de los siguientes factores: Ms de 30C de temperatura Menos del 30% de humedad relativa Ms de 30 km/hora de velocidad del viento Ms del 30% de pendiente.
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3. COMBUSTIBLES FORESTALES
Para estimar correctamente el comportamiento de un eventual incendio y su probable extensin es necesario observar, con anterioridad, las particularidades de los diversos combustibles presentes. La determinacin del riesgo de incendio debe realizarse no solamente en funcin de las previsiones meteorolgicas en el momento del incendio, sino que tambin hay que considerar las diferentes sensibilidades al fuego de las formaciones vegetales. De los combustibles dependen, ms que de cualquier otro factor, el inicio y la propagacin del fuego, y constituyen el punto esencial de todo sistema de proteccin contra incendios y sobre el que debe recaer el mayor esfuerzo, por ser el nico elemento sobre el que cabe actuar directamente y de manera preventiva. Los otros factores que influyen en el incendio deben ser considerados en relacin al combustible. Los combustibles se clasifican segn su estado en: vivos y muertos. Segn su ubicacin los combustibles se denominan: - Areos: Son los que se encuentran por encima de 15 m de altura. (matorral alto, troncos, ramas y follajes de los rboles, rboles secos en pie) - Superficiales: Aquellos que se encuentran a menos de 15 m de altura. - Subterrneos: Races, tallos subterrneos, turba y restos vegetales muertos.
Segn su tamao se clasifican: - Finos o ligeros (< 5 mm de dimetro): hojarasca, pasto, acculas de pino, etc. - Regulares (5 25 mm): ramillas, tallos, etc. - Medianos (25 75 mm): ramas. - Gruesos (> 75 mm): Troncos, ramas gruesas, etc. Las caractersticas fsicas y qumicas de los combustibles determinan la posibilidad de iniciarse un fuego, su comportamiento posterior y la energa por l liberada y, por tanto, la dificultad de controlarlo. Las principales caractersticas del combustible forestal son: *La cantidad *La estructura - Relacin superficie/volumen - La compactacin - La continuidad y la homogeneidad *La composicin qumica *La humedad *El poder calorfico Como consecuencia de estas caractersticas bsicas del combustible, este presenta unas caractersticas derivadas;
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3.1 La cantidad
En un incendio el foco calorfico que lo inicia suele ser puntual. Si no existiera combustible suficiente alrededor que desprenda calor para continuar el proceso de combustin iniciado, lo que se denomina reaccin en cadena, el incendio se extinguira por si mismo. Cuanto mayor es la acumulacin de combustible en una zona, mayor cantidad de calor podr desprenderse y ms intenso podr ser el incendio. La cantidad de combustible se mide por la carga o peso de combustible seco por unidad de superficie. (kg/m2 ton/ha) y se puede interpretar como: - Combustible total: toda la fitomasa presente. - Combustible disponible: lo consumido realmente en un incendio
3.2 La estructura
La relacin superficie/volumen Influye en la superficie de intercambio de humedad y de temperatura Ejemplo: Ramita de 13 mm de dimetro: 308 m2/m3 Acculas de pino: 5600 m2/m3 Pasto: 6600 m2/m3 Los combustibles ms finos son los principales responsables de la propagacin del incendio debido a que: Absorben o pierden agua rpidamente Absorben calor desde los combustibles ardientes que estn al lado y se prendern antes. Los combustibles finos s e encienden ms fcil, arden ms rpido y se consumen totalmente. La compactacin Representa la cantidad de aire que hay entre las partculas de vegetacin. Influye en la tasa de secamiento y en la velocidad de propagacin. La compactacin afecta a la velocidad de secado, puesto que cuanto ms espacio hay, ms aire entra y se secan los combustibles antes, y a la velocidad de propagacin, ya que si entra aire entra oxgeno y se propaga ms rpido.
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La continuidad y la homogeneidad Distribucin de los combustibles en el plano horizontal y vertical. Definir hacia donde se propagan las llamas e influye en la velocidad. Influye en el comportamiento del fuego la continuidad horizontal en la propagacin de un determinado estrato(para la direccin de desplazamiento del incendio) y la continuidad vertical para la propagacin a estratos superiores (su posible paso a fuego de copas). Hay dos formas de continuidad: Uniforme: no hay interrupcin en el combustible, las llamas se propagan sin barreras No uniforme: el combustible se encuentra de forma dispersa
3.4 La humedad
Se expresa como porcentaje del peso seco del combustible. Combustibles vivos entre 50 % (al comienzo del reposo vegetativo) y 300 % (follaje tierno y vegetacin anual al comienzo del periodo vegetativo). Si desciende del 50% , la planta muere completamente, caso de las especies anuales, o pierde las hojas caso de las plantas perennes. Combustibles muertos, contenido de humedad ligado a la humedad ambiental y a la rapidez con la que el combustible se equilibra con el ambiente.
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La rapidez para adquirir la humedad de equilibrio depende de la relacin superficie/volumen Los combustibles de mayor dimetro conservan ms tiempo la humedad (combustibles lentos) Los combustibles finos de mayor relacin superficie/volumen pierden antes la humedad y sern una cantidad alta de combustible disponible. Por eso se les llama combustibles rpidos. Ejemplo: Jara pringosa (Cistus ladanifer) en primavera antes de fructificar es prcticamente no inflamable, ya que aprovecha todo el agua ambiental para producir hojas, flores y frutos. Cuando stos maduran parta que se abra y caigan se seca y cae su contenido de humedad de manera rpida creciendo deprisa su inflamabilidad, favorecida adems por su alto contenido en aceites esenciales de sus hojas.
)
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3.6 La inflamabilidad
Hay varias definiciones tanto de inflamabilidad como de combustibilidad. Inflamabilidad: conjunto de tres fenmenos; - Ignitabilidad: facilidad con la que un material entra en ignicin. Tiempo que transcurre hasta que tiene lugar la ignicin - Sostenibilidad: Propiedad de un combustible para continuar quemndose - Combustibilidad: velocidad a la que se quema el combustible. Otros definen: Inflamabilidad: propiedad que posee un vegetal para inflamarse desde que una fuente de calor entra en contacto con l Combustibilidad: forma en que se queman los vegetales una vez que se han inflamado Inflamabilidad: facilidad con la que se inflama un vegetal al ser expuesto a una radiacin calorfica constante Combustibilidad: mayor o menos facilidad a la que arde un vegetal.
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El calor necesario para que un combustible consiga elevar su temperatura, desde la temperatura ambiente hasta alcanzar su punto de inflamacin, consta de los siguientes componentes: calor absorbido por el agua contenida en el combustible hasta alcanzar los 100C, calor de vaporizacin del agua y calor de calentamiento de la materia seca. En consecuencia, al aportar calor a un combustible forestal lo primero que se produce es la evaporacin del agua que contiene, seguido o precedido del desprendimiento de los productos evaporables de las resinas, aceites esenciales o hidrocarburos que inician, generalmente, la inflamacin antes que la materia vegetal, por tener puntos de inflamacin bajos. Factores que rigen la inflamabilidad: - Humedad del combustible ( vara de 0% a ms del 300% ). - Composicin qumica, (mayor o menos riqueza en gases inflamables y otras caractersticas como la humedad o poder calorfico). - Conformacin (relacionado con la superficie expuesta a la fuente de calor) Clasificacin de especies: Muy inflamables todo el ao: - Calluna vulgaris - Erica arborea - Erica australis - Erica Herbacea - Erica scoparia - Eucaliptus globulus (hojarasca) - Phillyrea angustifolia - Pinus halepensis (pinocha) - Quercus ilex - Thymus vulgaris Muy inflamables en verano: - Anthillis cytisoides - Brachypodium ramosum - Cistus ladanifer - Lavandula stoechas - Pinus pinaster (pinocha) - Quercus suber - Rosmarinus officinalis - Rubus idaeus - Stipa tenacissima - Ulex parviflorus - Ulex europeus Moderadamente o poco inflamables: - Arbutus unedo - Atriplex halimus - Buxus sempervirens - Cistus albidus - Cistus laurifolius - Cistus salvifolius - Halimium sp - Juniperus oxycedrus - Olea europaea - Pinus sylvestris (hojarasca) - Pistacia lentiscus
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3.7 La combustibilidad
El concepto de combustibilidad se determina mediante el estudio de la cantidad de calor desprendida y de las formas de transmisin del calor en el medio forestal. Cuanto mayor sea la relacin superficie/volumen de la vegetacin, mas rpido aumenta su temperatura. Humedad (del combustible) que impide la combustin, denominada humedad de extincin del orden del 24%. Temperaturas en la combustin: Hasta 100 C el calor se utiliza para evaporar el agua (humedad). Entre 100 y 200 C (t del combustible) se volatizan sustancias (resinas, aceites...) Hasta 250 C la celulosa conserva la estabilidad. Entre 300 y 400 C se produce la emisin de gases inflamables. A partir de 450 C la emisin de gases empieza a decaer. A 500 C la materia vegetal se ha gasificado, quedando carbn vegetal y cenizas.
La relacin superficie/volumen favorece el efecto de la radiacin, al aumentar tanto la superficie que irradia calor como la que lo recibe. La inversa de la compacidad, que puede llamarse ahuecamiento, tambin favorece la radiacin, ya que el calor se transmite por el aire interpuesto en la capa de combustibles, siempre que los huecos no sean excesivamente grandes e incrementen las distancias que debe recorrer el calor. Por ejemplo, una capa de pinocha de pino pinaster o de pino canario, o bien de hojarasca de roble melojo o de castao,
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muy esponjosa y con gran cantidad de aire en sus huecos, favorece la propagacin del calor por radiacin. Lo mismo sucede en los matorrales continuos tanto bajos como altos. Igualmente, la continuidad entre los combustibles de superficie y los areos mejora la eficiencia de la radiacin. Un ejemplo del efecto de la radiacin se observa en los troncos de los rboles entre los que pasa un fuego de superficie radiante, calentando hacia atrs y carbonizando la base de los troncos a mayor altura en el lado por donde avanza el incendio. La CONVECCION es el mecanismo que contribuye ms eficazmente a la transmisin del calor. Consiste en el transporte del calor por el aire que, al recibirlo desde el foco calorfico, se expande, disminuyendo su densidad, lo que provoca su ascensin. Al contacto con los combustibles situados a mayor altura que el foco, el aire cede el calor que transporta y desciende. Hay dos tipos de conveccin: Conveccin natural; movimiento ascendente del aire caliente debido a la diferencias de densidades. Conveccin forzada; movimiento del aire caliente provocado por una velocidad impuesta. (en este caso el viento) La conveccin convierte los combustibles areos en disponibles y es la responsable de que los incendios de superficie puedan transformarse en fuegos de copas. El aire caliente, al ascender, deja un vaco que es llenado por aire fresco, realimentando con oxgeno el foco calorfico. Adems, el aire caliente puede arrastrar partculas en ignicin ( pavesas) y contribuir as a la propagacin del fuego. El efecto combinado de la conveccin y la pendiente acelera la desecacin por calentamiento de los combustibles situados por encima del foco de calor, favoreciendo la propagacin cuesta arriba del fuego. Por el contrario, cuesta abajo la conveccin no funciona, transmitindose calor solamente por radiacin. Debido a ello, el fuego progresa mucho ms lentamente cuesta abajo. En una capa muy compacta la conveccin no acta, al haber muy poco aire interpuesto. En capas ms esponjosas, como la pinocha de silvestre o en matorrales, la conveccin permite alcanzar rpidamente la temperatura de inflamacin.
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Emisin de partculas en ignicin; la accin conjunta de las dos convecciones provoca en los incendios forestales el fenmeno de emisin de partculas en ignicin a travs del aire. En todos los incendios como consecuencia de la pirlisis (fragmentacin de un combustible por la accin del calor) se desprenden trozos de combustible en ignicin (pavesas). Estas partculas cuando al desplazarse caen al suelo, en contacto con otros combustibles pueden formar la aparicin de focos secundarios. La probabilidad de que puedan generar focos secundarios depende de tres factores: La fuente u origen de emisin La distancia a que pueden ser transportadas La probabilidad de ignicin de los combustibles sobre los que caen.
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GRUPO
MODELO N
2
PASTOS
5 6
MATORRAL
9
HOJARASCA BAJO ARBOLADO
10 11
RESTOS DE CORTA Y OPERACIONES SELVICOLAS
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DESCRIPCION Pasto fino, seco y bajo, que recubre completamente el suelo. Pueden aparecer algunas leosas dispersas ocupando menos de 1/3 de la superficie. Cantidad de combustible (materia seca): 1-2 t/ha. Pasto fino, seco y bajo, que recubre completamente el suelo. Las plantas leosas dispersas cubren de 1/3 a 2/3 de la superficie, pero la propagacin del fuego se realiza por el pasto. Cantidad de combustible (materia seca): 5-10 t/ha. Pasto grueso, denso, seco y alto (+ de 1m). Es el modelo tpico de las sabanas y de las zonas pantanosas con clima templado-clido. Los campos de cereales son representativos de este modelo. Puede haber algunas plantas leosas dispersas. Cantidad de combustible (materia seca): 4-6 t/ha. Matorral o plantacin joven muy densa; de ms de 2m de altura, con ramas muertas en su interior. Propagacin del fuego por las copas de las plantas. Cantidad de combustible (materia seca): 25-35 t/ha. Matorral denso y verde, de menos de 1m de altura. Propagacin del fuego por la hojarasca y el pasto. Cantidad de combustible (materia seca): 5-8 t/ha. Parecido al modelo 5, pero con especies ms inflamables o con restos de corta y con plantas de mayor talla. Propagacin del fuego con vientos moderados a fuertes. Cantidad de combustible (materia seca): 10-15 t/ha. Matorral de especies muy inflamables, de 0,5 a 2m de altura, situado como sotobosque en masas de conferas. Cantidad de combustible (materia seca): 10-15 t/ha. Bosque denso, sin matorral. Propagacin del fuego por la hojarasca muy compacta. Los bosques densos de pino silvestre o de haya son ejemplos. Cantidad de combustible (materia seca): 10-12 t/ha. Parecido al modelo 8, pero con hojarasca menos compacta formada por acculas largas y rgidas o follaje de frondosas de hojas grandes. Son ejemplos el monte de P.pinaster, de castaos o de roble melojo. Cantidad de combustible (materia seca): 7-9 t/ha. Bosque con gran cantidad de lea y rboles cados, como consecuencia de vendavales, plagas, etc. Cantidad de combustible (materia seca): 30-35 t/ha. Bosque claro o fuertemente aclarado. Restos de poda o aclarado. Restos de poda o aclareo dispersos, con plantas herbceas rebrotando. Cantidad de combustible (materia seca): 25-30 t/ha. Predominio de los restos sobre el arbolado. Restos de poda o aclareo cubriendo todo el suelo. Cantidad de combustible (materia seca): 50-80 t/ha Grandes acumulaciones de restos gruesos y pesados cubriendo todo el suelo. Cantidad de combustible (mat. seca): 100-150 t/ha
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Clave para identificacin de modelos de combustibles I. El modelo se propaga principalmente por el pasto. La velocidad de propagacin esperada es de moderada a alta, con intensidad del fuego (longitud de llama) baja a moderada. Modelo 1; El pasto tiene estructura fina, generalmente con altura inferior al nivel de la rodilla, y est seco o casi todo muerto. El pasto es prcticamente continuo. Modelo 2; El pasto est generalmente situado bajo arbolado abierto o matorral disperso. La hojarasca del estrato superior est incluida, pero es el pasto el que conduce el fuego. La velocidad de propagacin esperada es ms lenta que en el modelo 1 y la intensidad es menor que en el modelo 3. Modelo 3; El pasto tiene estructura gruesa, con altura superior al nivel de la rodilla (sobre 1 m.) y es difcil caminar a travs de l. II. El fuego se propaga principalmente por el matorral o por la hojarasca debajo del matorra. Las velocidades de propagacin esperadas y las intensidades lineales del fuego (longitud de llama) son moderadas a altas
La humedad del combustible vivo puede tener efecto significativo sobre el comportamiento del fuego Modelo 4; El matorral tiene unos 2m. de altura, con cargas pesadas de combustible muerto (leoso). Se esperan fuegos muy intensos, con altas velocidades de propagacin. Modelo 5; El matorral tiene alrededor de 0,6m. de altura con cargas ligeras de hojarasca del propio matorral debajo. Esta hojarasca puede propagar el fuego, especialmente a bajas velocidades del viento. Modelo 6; Los combustibles vivos faltan o estn dispersos. La altura media del matorral est entre 0,6 y 1,2m. El matorral requiere vientos moderados para propagar el fuego. Modelo 7; El tipo de formacin vegetal es matorral inflamable de 0,6 y 1,2m de altura III. El fuego se propaga principalmente por la hojarasca debajo del arbolado. Las velocidades de propagacin son bajas o moderadas; las intensidades lineales del fuego (longitud de llama) puede variar de baja a alta. El combustible superficial es hojarasca del follaje principalmente. Los combustibles grandes estn esparcidos y descansan sobre la hojarasca; esto es, los combustibles grandes no estn soportados por sus ramas encima de la hojarasca. Los combustibles verdes estn tan dispersos que son despreciables para el comportamiento del fuego. Modelo 8; La hojarasca del follaje muerto est compactada densamente y procede de conferas de hoja corta (5cm. o menos) o de hojarasca de frondosas Modelo 9; La hojarasca del follaje muerto est muy poco compactada. Modelo 10; Hay una cantidad significativa de combustible ms grueso. ste tiene agregadas ramas y ramillas o est partido y astillado parcialmente. Los combustibles gruesos estn bastante bien distribuidos por el rea. Algn combustible es probable que no llegue a la rodilla pero puede haber alguno ms alto
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IV.
El fuego se propaga principalmente por los restos de corta o de tratamientos selvcolas. Las velocidades de propagacin y las intensidades lineales del fuego (longitud de llama) son bajas o muy altas.
Los desechos son viejos y estn cubiertos de plantas que han crecido entre ellos. Modelo 6; Desechos de frondosas. Las hojas han cado y estn secas. Considerable cantidad de vegetacin (malas hierbas altas) ha crecido en medio de los desechos y se han marchitado o secado. Modelo 10; Desechos de conferas. Las hojas han cado y considerable cantidad de vegetacin (malas hierbas y alguna mata) ha crecido en medio de los desechos. Los desechos son recientes (0-3 aos de edad) y no demasiado compactos. Modelo 11; Desechos no continuos. Hojarasca o pequeas cantidades de hierba o matorral deben estar presentes para ayudar a conducir el fuego, pero an as los desechos son los principales conductores. Los combustibles vivos no juegan un papel significativo. La altura de los restos es de unos 30cm. Modelo 12; Desechos que cubren todo el terreno, aunque puede haber zonas desnudas o cubiertas ligeramente. La altura de los desechos rondo los 60cm. Y no estn muy compactados. La mitad de las hojas pueden estar todava en las ramas, pero no secas. Los combustibles vivos estn ausentes o no afectan al comportamiento del fuego. Modelo 13; Desechos que forman una capa continua o casi continua, no excesivamente compactada, con altura media alrededor de 1m.
Los modelos de pastizales (modelos 1, 2, 3) estn constituidos exclusivamente por combustibles rpidos de 1 hora. Todo el combustible presente puede clasificarse como disponible para humedades inferiores a la de extincin. La relacin superficie/volumen es alta y la compacidad moderada. La transmisin del calor por radiacin y conveccin es muy eficaz. Los fuegos en estos modelos tienen alta velocidad de propagacin y elevadas intensidades y producen llamas de gran longitud, creciente con la profundidad de la capa de combustible, mayor en el modelo 3 que en los otros. En el modelo 2, la presencia de combustibles leosos vivos reduce la velocidad de avance por su mayor humedad y frena la accin del viento, al aumentar la rugosidad de la superficie del suelo. Es tpico de zonas adehesadas. El modelo 1 es frecuente en zonas de pastoreo que sean quemadas con frecuencia. El modelo 3 es poco frecuente. En la zona Mediterrnea los cultivos de cereales se podran asimilar a este modelo. Los modelos de matorral (modelos 4, 5, 6, y 7) contienen principalmente combustibles de 1 hora y 10 horas con cantidades no despreciables de combustibles de 100 horas, ya que los matorrales viejos pueden presentar tallos muy gruesos. Adems tienen una proporcin importante de combustibles vivos, lo que eleva su humedad de extincin respecto de los modelos de los grupos de pastizales. La relacin superficie/volumen es alta y la compacidad moderada. La conveccin y la radiacin facilitan la inflamacin de los combustibles areos de manera que a veces se comportan como incendios de copas como puede suceder con los jarales.
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El modelo 4, que presenta gran continuidad horizontal y vertical, constituye una capa de combustible de compacidad moderada de gran altura (+ de 2m) y produce fuegos de elevada intensidad y alta velocidad de propagacin. Es tpico de zonas abandonadas donde el matorral ha envejecido, y se genera tambin despus de los incendios, al mezclarse la regeneracin del bosque, principalmente de pinos y quercneas, con la invasin de especies arbustivas pirfitas. Los modelos 5 y 6 suelen ser etapas en la progresin desde el incendio hasta el modelo 4. El modelo 7 aparece en zonas arboladas claras. Los modelos de matorral presentan alta combustibilidad y en ellos, como en los pastizales, se inician la mayora de los incendios. Los modelos de bosque (modelos 8, 9 y 10) se refieren a los combustibles situados sobre el suelo, es decir, al combustible realmente disponible que, como se ha dicho, es una proporcin muy pequea de la fitomasa presente. Los modelos 8 y 9 incluyen casi exclusivamente hojarasca con ramillas es decir todo combustibles muertos y son tpicos de zonas arboladas con buena espesura sin sotobosque. Se diferencian en la compacidad, muy alta en el modelo 8 (pino slivestre y haya) y moderada en el modelo 9 (pino resinero y roble). El modelo 10 es poco frecuente en las zonas forestales de Espaa. Los fuegos en este grupo de modelos son de baja intensidad y reducida velocidad de propagacin. Los modelos de restos pesados (modelos 11, 12 y 13) o combustibles lentos aparecen en zonas de tratamientos selvcolas o de aprovechamientos forestales. Contienen grandes cantidades de combustibles de 10 horas y de 100 horas e incluso de 1000 horas. Los ms frecuentes en Espaa son el 11 y el 12. Los fuegos que se originan en estos modelos tienen alta intensidad y velocidades de propagacin moderadas. RESUMEN A igualdad de las dems condiciones: topografa y tiempo atmosfrico, las formaciones de matorral son las que presentan mayores dificultades para las labores de control, as como el mayor riesgo para las personas que intervienen.
En pastizales:
Fuegos rpidos y poco intensos. Columna de humo de color blanco Fuegos de rpidos a ms lentos. Intensidad de media a alta. Columna en tonos blancos- grisceos
En matorrales:
En zonas arboladas: Fuegos lentos. Intensidad generalmente alta. Columnas en tonos negros. Conferas: amarillo Debemos mirar qu tipos de combustibles tenemos, en qu proporcin, cmo estn distribuidos y averiguar qu podemos esperar.
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