Estudia i Repasa: cada tema en tres formats

2 · Reaccions d'oxidació

Una oxidació és qualsevol procés en què una substància es combina amb un oxidant (generalment l'oxigen) alliberant energia. Però NO tota oxidació és una combustió: depèn de la velocitat i de la calor alliberada. L'oxidació lenta passa a velocitats molt baixes i a temperatures properes a l'ambient, sense flama ni augment perceptible de temperatura.

• Sense flama ni calor perceptible. L'energia s'allibera de manera tan gradual que no es percep cap augment de temperatura ni apareix flama. És justament això el que la separa de la combustió: la mateixa reacció química (oxidació), però lentíssima.
• Cal oxigen i sovint humitat. Són processos continus, sostinguts en el temps, que necessiten presència d'oxigen i, molt sovint, també humitat per anar avançant.
• Rovell, metabolisme. Exemples quotidians: el rovell del ferro (el ferro reaccionant amb l'oxigen de l'aire i l'aigua), la descomposició d'aliments que s'espatllen o els processos metabòlics de les nostres cèl·lules per obtenir energia.

És una reacció d'oxidació molt ràpida i exotèrmica entre un combustible i un comburent (normalment l'oxigen de l'aire). El que la distingeix de l'oxidació lenta és l'alliberament important i sobtat de calor i llum, sovint amb flama. El foc és la manifestació perceptible d'una combustió: calor, llum, flama, fum i gasos.

• Calor i llum amb flama. La característica distintiva és l'alliberament important de calor i llum, sovint amb l'aparició de flama. També hi ha combustions sense flama, on la calor i la llum es manifesten com a incandescència (una brasa), amb fum però sense flama visible.
• Energia d'activació. No s'inicia sola: necessita una energia d'activació inicial que engegui la reacció, com una espurna, una flama o una font de calor.
• Foguera, cuina, motor. Exemples: cremar fusta en una foguera, gas natural en una cuina o gasolina en un motor.
• Oxidació lenta vs combustió vs termita. Les tres són oxidacions, però es diferencien per velocitat, calor i comburent: • Oxidació lenta: molt lenta, a temperatura ambient · sense flama ni calor perceptible · comburent = oxigen de l'aire (rovell, metabolisme). • Combustió: molt ràpida i exotèrmica · allibera calor i llum importants, sovint amb flama · comburent = oxigen de l'aire (foguera, motor). • Reacció termita: extremadament ràpida i exotèrmica · sense flama persistent però >2.500 °C i metall fos · comburent = oxigen de l'òxid metàl·lic, NO de l'aire (pot cremar sense atmosfera). Regla: la reacció química és la mateixa (oxidació); el que canvia és la velocitat i d'on ve l'oxigen.

És una forma particular d'oxidació extremadament ràpida i exotèrmica. No produeix flama visible i persistent, però assoleix temperatures tan altes (superant els 2.500 °C) que el material incandescent emet una llum intensa semblant a una soldadura i genera metalls fosos. La particularitat: el seu comburent no és l'aire.

• Alumini + òxid metàl·lic. Típicament, pols d'alumini com a combustible reacciona amb un òxid metàl·lic (com l'òxid de ferro) com a comburent: l'oxigen prové de la molècula de l'òxid, no de l'aire. Per això pot cremar sense atmosfera d'oxigen.
• >2.500 °C, metall fos. Supera els 2.500 °C i genera metalls fosos, amb una llum intensa molt semblant a la d'una soldadura.
• Soldadura de vies. Exemple d'aplicació pràctica: la soldadura de vies de tren.

3.1.1 · Segons la velocitat de propagació

Primera manera de classificar les combustions: segons la velocitat de propagació del front de flama. Va de la més lenta (brasa, sense flama) a la més violenta (explosió, amb augment brusc de temperatura, volum i pressió), passant pel foc que coneixem habitualment.

• Combustió lenta. Es produeix sense flama visible, amb un despreniment de calor molt gradual i una velocitat de propagació molt baixa. Exemples: la brasa d'una soca o una cigarreta.
• Combustió ràpida. És el que coneixem com a foc: presència de flama, calor i llum intenses, propagant-se a una velocitat moderada.
• Explosió. Combustió extremadament ràpida que genera un augment brusc de temperatura, volum i pressió. Segons la velocitat del seu front de reacció es divideix en deflagració i detonació.
• Lenta vs ràpida vs explosió. Classificació segons la velocitat de propagació del front de flama, de menys a més violenta: • Lenta: SENSE flama visible · calor molt gradual · velocitat molt baixa (brasa, cigarreta). • Ràpida: AMB flama, calor i llum intenses · velocitat moderada (el foc habitual). • Explosió: extremadament ràpida · augment brusc de temperatura, volum i pressió · es subdivideix en deflagració i detonació.

L'explosió es divideix en dos tipus segons la velocitat del seu front de reacció respecte a la velocitat del so: la deflagració és subsònica i la detonació, supersònica. La frontera entre totes dues és, precisament, si el front supera o no la velocitat del so en el medi.

• Deflagració. Subsònica: el front es propaga a més d'1 m/s però per sota de la velocitat del so. Genera una pressió notable per l'expansió ràpida dels gasos calents, però sense arribar a formar una ona de xoc d'alta energia.
• Detonació. Supersònica: el front es propaga per sobre de la velocitat del so, creant una potent i destructiva ona de xoc. Tota la massa del combustible entra en combustió gairebé instantàniament.
• Diferència clau. El que separa deflagració de detonació és únicament si el front supera o no la velocitat del so; a la detonació, a més, tota la massa reacciona gairebé alhora, i això la fa molt més destructiva.
• Deflagració vs detonació. La frontera és la velocitat del so en el medi: • Deflagració: SUBSÒNICA (>1 m/s però per sota del so) · pressió notable per l'expansió dels gasos · SENSE ona de xoc d'alta energia. • Detonació: SUPERSÒNICA (per sobre del so) · potent ona de xoc destructiva · tota la massa crema gairebé alhora → molt més destructiva. Clau d'examen: només canvia si el front supera o no la velocitat del so.

3.1.2 · Segons la quantitat de comburent

Segona manera de classificar les combustions: segons la quantitat de comburent (oxigen) disponible respecte al combustible. Determina l'energia obtinguda i, sobretot, quins productes es generen — i això és clau per a la seguretat, perquè la combustió incompleta produeix gasos tòxics.

• Completa. Amb oxigen suficient o excessiu (mescla estequiomètrica), tot el combustible reacciona: els productes són bàsicament CO₂ i H₂O, amb la màxima alliberació d'energia i flama blava i estable. És la que es busca en calderes i motors.
• Incompleta. Amb oxigen insuficient o mal barrejat, el combustible no s'oxida del tot: genera monòxid de carboni (CO, tòxic, incolor i inodor) i sutge (fum negre), allibera menys energia i es reconeix per flames taronges o grogues amb molt fum. És un problema greu en incendis.
• Mescla estequiomètrica. És la proporció exacta de combustible i comburent perquè la combustió sigui completa, sense excés significatiu de cap dels dos. És la proporció ideal per al rendiment energètic i la menor generació de productes no desitjats.
• Reacció del metà. Exemple amb el metà (CH₄), component principal del gas natural. Completa: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Incompleta (una de moltes): 2 CH₄ + 3 O₂ → 2 CO + 4 H₂O.
• Completa vs incompleta. Depèn del comburent (oxigen) disponible: • Completa: oxigen suficient/excessiu (mescla estequiomètrica) · productes CO₂ + H₂O · màxima energia · flama blava i estable · segura (calderes, motors). • Incompleta: oxigen insuficient o mal barrejat · productes CO (tòxic, incolor, inodor) + sutge · menys energia · flama taronja/groga amb molt fum · perillosa en incendis. Metà — Completa: CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Incompleta: 2 CH₄ + 3 O₂ → 2 CO + 4 H₂O.

4 · Triangle i tetraedre del foc

El combustible és el material que s'oxida i crema, un dels tres costats del triangle del foc: sense combustible present no hi pot haver foc. Trampa d'examen: encara que parlem de combustibles sòlids, líquids i gasosos, el que crema realment no és el sòlid ni el líquid, sinó els gasos o vapors inflamables que se'n desprenen.

• Fusta, paper, gasolina. Qualsevol material capaç de cremar: fusta, paper, gasolina... És el material que s'oxida en la reacció de combustió.
• Sense combustible, s'apaga. Si falta qualsevol dels costats del triangle, la combustió no es pot iniciar o s'apaga; sense combustible, el foc no té què cremar.
• Què crema realment. El punt clau: parlem de combustibles sòlids, líquids i gasosos, però el que realment crema són els gasos o vapors inflamables que se'n desprenen. Els sòlids i líquids han de generar abans aquests vapors, fonent-se o pirolitzant-se.

És l'oxidant necessari per a la combustió, el segon costat del triangle. Normalment és l'oxigen de l'aire, però pot venir d'un compost químic que el cedeix durant la reacció (com a la termita). Dada d'examen: la majoria de focs necessiten almenys un ~16% d'oxigen a l'atmosfera per mantenir-se.

• Oxigen atmosfèric · quin mínim cal. L'oxidant habitual és l'oxigen de l'aire. La majoria de focs necessiten almenys un ~16% d'oxigen a l'atmosfera per mantenir-se; per sota d'aquest valor la flama tendeix a extingir-se.
• Oxigen integrat al material. En certs materials el comburent no és l'aire: porten l'oxigen integrat a la seva estructura i el cedeixen durant la reacció, de manera que poden cremar sense aire (com a la reacció termita).
• Comburents gasosos. Encara que és poc habitual, alguns gasos poden actuar de comburent en lloc de l'oxigen: els hidrocarburs poden cremar en atmosfera de clor, i l'alumini o el magnesi en atmosfera de nitrogen.

És el tercer costat del triangle: l'energia inicial que engega la reacció (una espurna, una flama, un curtcircuit, la calor per fricció...). Sense una font que aporti aquesta energia d'activació, combustible i comburent poden conviure sense encendre's.

• Fonts tèrmiques. Flames obertes, materials incandescents, superfícies calentes, treballs de soldadura o fenòmens naturals com els llamps.
• Fonts mecàniques i elèctriques. Origen mecànic: fricció i guspires per impacte. Origen elèctric: sobrecàrregues o curtcircuits.
• Fonts químiques. Reaccions exotèrmiques que desprenen calor, o la combustió espontània de certs materials mal emmagatzemats (teles amb oli, fenc...).
• Combustió espontània. Teles impregnades d'oli, fenc o encenalls mal emmagatzemats es poden autoescalfar per oxidació o acció bacteriana fins al punt d'ignició, sense cap font de calor externa.

És el quart element, el que converteix el triangle en tetraedre. És el motor del foc: un procés químic autosostingut on els radicals lliures d'una reacció alimenten les següents i mantenen la flama activa. Clau per a l'extinció: sense aquesta reacció el foc no s'autoalimenta i s'apagaria en retirar la calor inicial.

• Radicals lliures encadenats. Els productes d'una reacció (especialment els radicals lliures) actuen com a reactius de les reaccions posteriors, encadenant-se i mantenint la flama viva sense haver-hi d'aportar més energia externa.
• Sense ella, s'extingeix. És el que diferencia el triangle del tetraedre: sense la reacció en cadena, el foc no es pot autoalimentar i s'extingiria un cop retirada la font de calor inicial.
• Quart costat: inhibició. La seva importància és pràctica: alguns agents extintors ataquen precisament aquest costat (inhibició química), combinant-se amb els radicals lliures per trencar la cadena i aturar el foc sense refredar ni sufocar.
• Les 4 C del tetraedre. Per recordar els quatre elements del tetraedre del foc: les 4 C. 1. Combustible (el que crema) 2. Comburent (l'oxidant, normalment l'oxigen) 3. Calor (l'energia d'activació que engega) 4. reacció en Cadena (el motor que autoalimenta el foc) Triangle = les 3 primeres C (combustible + comburent + calor). Tetraedre = les 4 C (afegeix la reacció en Cadena). Treu-ne una i el foc s'apaga.

5.1 · Classificació segons l'estat físic

Els combustibles es classifiquen segons el seu estat físic a temperatura i pressió ambient, i cadascun genera els vapors que alimenten la flama d'una manera diferent. La clau és que el que realment crema sempre són els gasos o vapors inflamables que es desprenen del material, no el sòlid o el líquid en si. Els gasosos ja estan en fase de vapor i cremen immediatament; els líquids cremen a través dels vapors que desprèn la superfície; els sòlids necessiten el procés més complex (fondre's o pirolitzar-se) per alliberar vapors.

• Gasosos. Els combustibles gasosos ja es troben en fase gasosa a temperatura ambient, de manera que no necessiten cap transformació prèvia per barrejar-se amb el comburent i iniciar la combustió immediatament davant una font d'ignició. Com que poden estar íntimament barrejats amb l'oxigen de l'aire, les velocitats de propagació poden ser molt altes i el risc d'explosió, elevat (gas natural/metà, propà, butà, hidrogen, acetilè).
• Líquids. En els combustibles líquids el que crema no és el líquid sinó els vapors que es desprenen de la seva superfície. Alguns líquids ja generen prou gasos inflamables a temperatura ambient, mentre que d'altres requereixen ser escalfats prèviament (gasolina, dièsel, alcohol, querosè, olis de cuina).
• Sòlids. Els combustibles sòlids són els que requereixen el procés més complex per alliberar els vapors inflamables: alguns primer es fonen i després emeten vapors (la cera de les espelmes o la majoria de plàstics), i altres necessiten una descomposició tèrmica o piròlisi, en què la calor trenca les molècules i en resulten gasos combustibles (fusta, paper, carbó).
• Gas vs líquid vs sòlid: vapors. Els tres cremen sempre pels seus vapors, però els generen de manera diferent i amb dificultat creixent. GASÓS: ja és vapor a temperatura ambient → es barreja amb l'aire i crema immediatament, sense cap transformació prèvia. LÍQUID: crema els vapors que desprèn la superfície; alguns ja en generen prou a temperatura ambient, d'altres cal escalfar-los. SÒLID: el procés més complex → o primer es fon i després emet vapors (cera, majoria de plàstics) o es descompon per piròlisi, en què la calor trenca les molècules (fusta, paper, carbó). Regla: com més ordenat l'estat, més costa alliberar vapors → gas < líquid < sòlid.

5.2 · Classificació segons la reacció al foc

La reacció al foc descriu com contribueix un material al desenvolupament d'un incendi quan s'exposa a calor o flama, i permet ordenar els materials en una escala de risc creixent. De menys a més perillositat: incombustibles (no cremen), combustibles (cremen però costen d'encendre), inflamables (s'encenen amb facilitat) i molt inflamables (s'encenen amb fonts mínimes i propaguen molt ràpid). Existeixen classificacions més detallades, com les Euroclasses de la construcció (EN-13501-1).

• Incombustibles. Els materials no combustibles o incombustibles no s'encenen ni contribueixen al creixement del foc: bàsicament, no cremen (roca, vidre, ceràmica, metalls en massa).
• Combustibles. Els materials combustibles són capaços de cremar, però requereixen una aportació d'energia considerable o condicions específiques per iniciar la combustió; la seva ignició no és immediata a temperatura ambient (fusta, cartró, plàstics, gasoil).
• Inflamables. Els materials inflamables s'encenen amb facilitat en presència d'una font d'ignició, fins i tot a temperatures ambientals; la seva perillositat rau en la rapidesa amb què generen flama (alcohol, acetona).
• Molt inflamables. Els materials molt inflamables s'encenen amb extrema facilitat, amb fonts d'ignició mínimes, i propaguen el foc de manera molt ràpida, cosa que representa el risc més alt (gasolina, gas natural, pilota de ping-pong/cel·luloide, poliestirè expandit/porexpan i alguns sòlids en pols com la farina o el sucre glaç).

5.3 · Propietats físico-químiques

Aquests tres punts són temperatures que indiquen com de fàcilment s'inflama una substància: com més baixes són, més fàcil és inflamar-la i més gran és el risc d'incendi. El punt d'inflamació és quan es forma una barreja inflamable que només s'encén momentàniament; el de combustió, lleugerament superior, és quan la flama ja es manté sola; i el d'autoignició, molt més elevat, és quan la substància s'encén espontàniament sense cap font externa. Trampa d'examen: el punt de combustió és sempre lleugerament superior (uns pocs graus) al d'inflamació, i l'autoignició, molt més alt que tots dos.

• Punt d'inflamació. El punt d'inflamació (flash point) és la temperatura mínima a la qual un combustible emet prou vapors per formar una barreja inflamable amb l'aire, que pot encendre's momentàniament davant una font d'ignició externa (flama, guspira). A aquesta temperatura la flama no es manté de manera continuada i s'apaga.
• Punt de combustió. El punt de combustió (fire point) és la temperatura mínima a la qual un combustible emet prou vapors per mantenir la flama de manera continuada un cop s'ha encès amb una font externa. És sempre lleugerament superior al punt d'inflamació (normalment uns pocs graus més alt), perquè cal una generació de vapors més sostinguda per mantenir la flama activa.
• Autoignició sense font. El punt d'autoinflamació o autoignició (autoignition temperature) és la temperatura a la qual un combustible s'encén espontàniament sense necessitat de cap font d'ignició externa; és molt més elevada que la de combustió.
• Inflamació vs combustió vs autoignició. Les tres són temperatures que indiquen quan hi ha prou vapors, ordenades de menys a més calor. INFLAMACIÓ (flash point): es forma barreja inflamable i la flama s'encén, però NO es manté (s'apaga). COMBUSTIÓ (fire point): la flama JA es manté sola un cop encesa; sempre uns pocs graus per sobre de la d'inflamació. AUTOIGNICIÓ: la substància s'encén SOLA, sense cap font d'ignició externa; molt més elevada que les altres dues. Les dues diferències clau: (1) cal font externa a inflamació i combustió, però NO a autoignició; (2) què fa la flama: s'apaga / es manté / apareix sola.
• Ordre: I < C < A. Per recordar l'ordre creixent de temperatura, fixa't que és l'ordre alfabètic INVERS de les inicials: I, C, A. Inflamació < Combustió < Autoignició. Reforç visual amb el que fa la flama a cada punt: espurna que s'apaga (inflamació) → foguera que es manté (combustió, uns pocs graus per sobre) → foc que apareix sol sense font (autoignició, molt més amunt).

No tots els punts s'apliquen a tots els estats: els d'inflamació i combustió només tenen sentit en sòlids i líquids, mentre que l'autoinflamació s'aplica a sòlids, líquids i gasos. Això és perquè els gasos ja es troben en fase de vapor a temperatura ambient, de manera que no cal parlar de la temperatura a què comencen a emetre vapors. Trampa d'examen: els gasos no tenen punt d'inflamació ni de combustió, però sí temperatura d'autoinflamació.

• Sòlids/líquids vs gasos. Els punts d'inflamació i combustió només apliquen a combustibles sòlids i líquids, ja que no tenen sentit per als gasos, que a temperatura ambient ja es troben en fase de vapor. En canvi, la temperatura d'autoinflamació té aplicació a sòlids, líquids i gasos, i com més baixes són aquestes temperatures, més fàcilment inflamable és la substància i més gran és el risc d'incendi.
• Valors de risc (°C). Valors de punt d'inflamació / autoinflamació (°C). Sòlids: fusta de pi 225/280, polietilè 340/350, poliestirè 345/490. Líquids: gasolina <−20/≈220, alcohol etílic 12/370, acetona −19/465, gasoil 60/220–300, aiguarràs 35/253. Gasos (només autoinflamació): metà 540, propà 465, butà 360, hidrogen 560, acetilè 350, etilè 425.

Perquè una substància cremi no n'hi ha prou amb tenir vapors i una font d'ignició: la concentració d'aquests vapors a l'aire ha d'estar dins d'un rang concret, els límits d'inflamabilitat, expressats en percentatge de volum. Per sota del límit inferior la barreja és massa pobra (poc combustible) i per sobre del superior és massa rica (poc oxigen); en cap dels dos casos crema ni explota. Trampa d'examen: fora del rang (tant per defecte com per excés) la barreja NO s'encén.

• LII. El límit inferior d'inflamabilitat (LII) és la concentració mínima de vapor o gas combustible a l'aire, en percentatge de volum, per sota de la qual la barreja és massa pobra o diluïda (no hi ha prou combustible) per encendre's; per sota de l'LII, la barreja no crema ni explota.
• LSI. El límit superior d'inflamabilitat (LSI) és la concentració màxima de vapor o gas combustible a l'aire, en percentatge de volum, per sobre de la qual la barreja és massa rica (hi ha massa combustible i no prou oxigen) per encendre's; per sobre de l'LSI, la barreja tampoc crema ni explota.
• Rang d'inflamabilitat. El rang d'inflamabilitat és l'interval de concentracions entre l'LII i l'LSI: qualsevol barreja que hi caigui dins és susceptible d'encendre's o explotar davant una font d'ignició. Com més ampli sigui aquest rang, més gran és el risc que la substància formi una barreja perillosa amb capacitat d'encendre's.
• LII vs LSI: pobra / rica. Tots dos delimiten el rang inflamable (% en volum de vapor a l'aire); fora d'aquest rang la barreja NO crema ni explota. LII (límit inferior): per SOTA, la barreja és massa POBRA o diluïda → no hi ha prou combustible. LSI (límit superior): per SOBRE, la barreja és massa RICA → hi ha massa combustible i no prou oxigen. Només crema el que cau entremig (rang d'inflamabilitat), i com més ample sigui el rang més perillosa és la substància: hidrogen 4–75% (rang enorme) vs gasolina 1,4–7,6% (rang estret).

Aquesta taula recull els límits d'inflamabilitat dels gasos habituals: fixa't que l'hidrogen té un rang enormement ampli (4–75%), cosa que el fa especialment perillós, mentre que la gasolina té un rang estret (1,4–7,6%). A més dels límits d'inflamabilitat es defineixen els límits d'explosió (LIE/LSE), que marquen quan la mescla pot arribar a explotar en un lloc tancat. Trampa d'examen: els valors d'LIE/LSE són molt semblants o fins i tot idèntics als d'LII/LSI.

• Taula LII / LSI (% vol.). Valors d'LII / LSI (% de volum) i rang: hidrogen (H₂) 4 / 75 (rang 71), monòxid de carboni (CO) 12,5 / 74 (61,5), metà (gas natural) 5 / 15 (10), propà 2,1 / 9,5 (7,4), butà 1,8 / 8,4 (6,6), gasolina 1,4 / 7,6 (6,2). Són valors típics a temperatura ambient i amb oxigen ambient.
• LIE / LSE. Els vapors de combustible poden arribar a explotar si es troben en un lloc tancat, segons el punt del rang on siguin. L'LIE (límit inferior d'explosió) i l'LSE (límit superior d'explosió) són els valors mínim i màxim de mescla combustible gas-oxigen atmosfèric que pot arribar a explotar (una deflagració més ràpida d'1 m/s), i són molt semblants als LII/LSI, en molts casos idèntics.

La densitat de vapor relativa compara la massa d'un vapor amb la del mateix volum d'aire (referència = 1) i indica on s'acumularà en cas de fuita. Els vapors més lleugers que l'aire pugen cap als sostres, els més pesats baixen i s'acumulen a prop del terra (els més perillosos), i els de densitat propera a 1 es barregen fàcilment i s'estenen per tot l'espai. Saber-ho permet preveure on cercar o esperar una acumulació de gas inflamable.

• Més lleugers que l'aire. Els vapors més lleugers que l'aire (densitat < 1) tendeixen a pujar i acumular-se a les zones superiors d'un recinte (sostres) o a dispersar-se ràpidament a l'aire lliure; el perill rau en l'acumulació en espais elevats o tancats a dalt, on poden formar capes explosives (metà ≈ 0,55; hidrogen ≈ 0,07).
• Més pesats que l'aire. Els vapors més pesats que l'aire (densitat > 1) són particularment perillosos: tendeixen a baixar i acumular-se a prop del terra, en zones baixes, fosses, depressions o soterranis, on poden desplaçar l'oxigen, crear "llacs" invisibles de vapor inflamable i viatjar distàncies considerables fins a trobar una font d'ignició (propà ≈ 1,55; butà ≈ 2,0; gasolina ≈ 3–4).
• Densitat ≈ 1. Els vapors amb densitat propera a 1 (similar a l'aire) es barregen fàcilment per difusió i convecció i formen una barreja potencialment inflamable que es pot estendre per tot l'espai (monòxid de carboni, CO ≈ 0,97).
• Lleugers vs pesats: on s'acumulen. La densitat de vapor (aire = 1) diu on s'acumularà una fuita. MÉS LLEUGERS (< 1): pugen i s'acumulen a les zones altes (sostres) o es dispersen a l'aire lliure; el perill és a dalt, en espais elevats o tancats per la part superior (metà ≈ 0,55; hidrogen ≈ 0,07). MÉS PESATS (> 1): són els MÉS PERILLOSOS → baixen i s'acumulen al terra, fosses, depressions i soterranis, desplacen l'oxigen i viatgen lluny fins a trobar una font d'ignició (propà ≈ 1,55; butà ≈ 2,0; gasolina ≈ 3–4). ≈ 1: es barregen per difusió i convecció i s'estenen per tot l'espai (CO ≈ 0,97).
• Metà munta, butà baixa. Regla d'aliteració per recordar qui puja i qui baixa: METÀ MUNTA (metà ≈ 0,55 i l'hidrogen ≈ 0,07 són els més lleugers → pugen al sostre) i BUTÀ BAIXA (butà ≈ 2,0, propà ≈ 1,55 i la gasolina ≈ 3–4 són els més pesats → baixen al terra, els més perillosos). Idea de fons: com més pesada és la molècula, més avall cau el vapor.

Aquest node dona els valors concrets de densitat de vapor dels gasos habituals i explica per què la densitat importa operativament. Els més lleugers (metà ≈ 0,55; hidrogen ≈ 0,07) pugen, i els més pesats (propà, butà, gasolina, dissolvents) baixen. Tot i que amb el temps tots els vapors s'acaben barrejant amb l'aire per difusió, una gran diferència de densitat pot alentir o alterar aquesta barreja, especialment amb aire tranquil o grans fuites.

• Densitats concretes. Densitats de vapor concretes (aire = 1). Més lleugers que l'aire: metà (gas natural) ≈ 0,55; hidrogen ≈ 0,07. Més pesats que l'aire: propà ≈ 1,55; butà ≈ 2,0; vapors de gasolina ≈ 3–4; acetona ≈ 2,0; toluè ≈ 3,1.
• Llacs de vapor pel terra. Amb el temps, tots els gasos i vapors acaben barrejant-se amb l'aire per un procés anomenat difusió. No obstant això, una gran diferència de densitat pot alentir o alterar significativament la rapidesa i la manera en què es produeix aquesta barreja homogènia, especialment en condicions d'aire tranquil o amb grans fuites, de manera que els més pesats poden mantenir-se com "llacs" de vapor a prop del terra.

El poder calorífic (PC) és la quantitat d'energia (calor) que allibera la combustió completa d'una unitat de massa o volum d'una substància, i dona una idea ràpida de la virulència potencial d'un incendi: un PC elevat significa més intensitat, un augment ràpid de temperatura i més capacitat de propagació. També permet quantificar la càrrega de foc d'un espai. Fixa't que l'hidrogen (120 MJ/kg) supera de molt la resta, i la fusta de pi seca (18,5) és de les més baixes.

• Poder calorífic (PC). El poder calorífic (PC) d'una substància és la quantitat d'energia (calor) que s'allibera per la combustió completa d'una unitat de massa o volum. Un PC elevat indica que el combustible alliberarà molta energia, contribuint a una major intensitat, a un augment ràpid de la temperatura i a una major capacitat de propagació del foc.
• Càrrega de foc. El poder calorífic permet quantificar la càrrega de foc d'un espai o edifici, és a dir, la quantitat total d'energia tèrmica potencial que pot alliberar-se durant un incendi en aquell lloc.
• Valors PCI (MJ/kg). Valors de PCI (MJ/kg): hidrogen 120, metà (gas natural) 50, propà 46,3, butà 45,7, gasolina 44, gasoil 43, polietilè 43, fusta de pi (seca) 18,5.

6 · Comburents

El comburent és la substància capaç de provocar o afavorir la combustió en reaccionar amb un combustible, i és imprescindible perquè existeixi el foc. El comburent per excel·lència és l'oxigen atmosfèric (~21% de l'aire), però algunes substàncies porten oxigen integrat en la seva estructura (nitrats, clorats, peròxids) i poden cremar sense aire exterior, i fins i tot certs gasos poden actuar de comburent. Trampa d'examen: la majoria de materials necessiten almenys un 16% d'oxigen per mantenir la flama.

• Oxigen atmosfèric · proporció a l'aire. L'oxigen atmosfèric és el comburent per excel·lència i estarà present en la gran majoria dels focs; representa aproximadament el 21% de l'aire que respirem, i la majoria de materials necessiten almenys un 16% d'oxigen per poder mantenir una flama.
• Altres comburents. Alguns materials tenen oxigen integrat en la seva pròpia estructura química i el poden alliberar durant la combustió, cosa que els permet cremar sense oxigen extern de l'aire: els nitrats (presents en fertilitzants, com el nitrat d'amoni, potent oxidant i explosiu), els clorats (usats com a herbicides) i els peròxids (com l'aigua oxigenada) són agents oxidants potents. A més, encara que és poc habitual, diferents gasos poden actuar com a comburents amb certs materials en processos industrials.
• Bateries de ió-liti. Les bateries de ió-liti, en cas de thermal runaway, poden alliberar oxigen a partir dels materials del càtode (com òxids de cobalt, manganès o níquel), mantenint la combustió fins i tot sense aire exterior.

8.1 · Condicionants: concentració d'oxigen

L'oxigen és el comburent essencial de la majoria de combustions, i variar-ne la concentració altera dràsticament el comportament de l'incendi. Per sobre del 21% la combustió s'accelera, guanya intensitat i temperatura i s'amplia el rang d'inflamabilitat; per sota del 21% s'alenteix, i cap al 14% la flama sol extingir-se. Trampa d'examen: encara que la flama s'apagui, els materials poden seguir cremant sense flama (brases, foc latent) amb oxigen tan baix com el 5-8%, i una entrada sobtada d'aire pot desencadenar un backdraft.

• >21%. Difícilment trobem més d'un 21% a l'aire ambient, però sí en entorns industrials, laboratoris i hospitals que fan servir oxigen pur, o amb substàncies comburents que alliberen oxigen en descompondre's (nitrat d'amoni). Una major concentració accelera la velocitat de combustió, augmenta la intensitat de les flames i la temperatura: al 24% d'oxigen la velocitat es duplica respecte a l'aire normal i al 40% es multiplica per 4.
• <21%. La baixada d'oxigen és molt més habitual en incendis, sobretot en espais tancats o mal ventilats: a mesura que es consumeix sense aportació d'aire fresc, el foc perd intensitat, les flames es fan més petites i la propagació es frena. Per a la majoria de combustibles, per sota d'un 14% d'oxigen aproximadament la flama s'extingeix, però això no garanteix l'extinció: poden continuar les brases (foc latent) fins i tot amb un 5-8% d'oxigen, i una entrada sobtada d'aire pot provocar una reignició violenta (backdraft).
• Atmosferes riques. En atmosferes altament riques en oxigen, materials que en l'aire ambient només s'oxiden lentament i no entren en combustió s'encenen vivament, com la llana d'acer o la pols d'alumini. A més, el >21% amplia el rang d'inflamabilitat augmentant sobretot el Límit Superior d'Inflamabilitat (LSI), de manera que poden cremar barreges que en condicions normals serien massa riques per fer-ho.
• O₂ >21% vs <21%. >21% (enriquit; poc habitual a l'aire, propi d'O₂ pur o de comburents que alliberen oxigen) — la combustió s'accelera, guanya intensitat i temperatura i s'amplia el rang d'inflamabilitat (puja sobretot el LSI); al 24% la velocitat es duplica i al 40% es multiplica per 4. || <21% (habitual en incendis d'espais tancats o mal ventilats) — el foc perd intensitat, les flames es fan petites i la propagació es frena; cap al 14% la flama sol extingir-se, però les brases (foc latent) poden continuar amb només 5-8% d'O₂, i una entrada sobtada d'aire pot desencadenar un backdraft.

Per a una mateixa substància combustible, la superfície de contacte amb el comburent influeix de manera notable, i sovint espectacular, en la velocitat de combustió. Com més gran és la superfície o més fines les partícules, més facilitat per generar vapors i més oxigen pot interactuar-hi, de manera que el foc és més ràpid i violent. Trampa d'examen: en reduir un sòlid a pols la superfície de contacte creix exponencialment, i un núvol de pols dispersa a l'aire pot provocar una explosió de pols extremadament violenta.

• Més superfície, més violent. En combustibles sòlids i líquids, com més gran és la superfície de contacte amb el comburent o com més fines les partícules, més facilitat per generar vapors i més oxigen hi pot interactuar, cosa que fa la combustió més ràpida i sovint espectacularment més violenta.
• Explosions de pols. En reduir la mida de partícula d'un sòlid fins a convertir-lo en pols, la seva superfície de contacte amb l'aire augmenta de manera exponencial; si aquesta pols es dispersa i troba una font d'ignició, pot formar un núvol que provoqui una explosió de pols extremadament violenta, amb alliberació de calor rapidíssima i gran pressió (pols de fusta en serradores, farina, sucre glaç, cereals en sitges).
• Encenalls, gasolina en boira. Encenalls de fusta o branquillons prims, l'herbassar sec o els rostolls s'encenen molt més fàcilment que troncs gruixuts, i la gasolina polvoritzada en boira fina crema gairebé instantàniament i explosivament a diferència d'un bassal, que crema gradualment. En gasos no parlem de mida de partícula, però el mateix efecte s'aplica a una barreja homogènia del gas amb l'oxigen, que permet una reacció més ràpida i eficient.

La presència d'aigua en el combustible afecta significativament la seva inflamabilitat i velocitat de combustió. L'aigua s'ha d'evaporar abans que el combustible pugui començar o continuar cremant, i aquesta evaporació consumeix molta energia (calor latent de vaporització) que d'altra manera escalfaria i pirolitzaria el combustible. Per això una humitat elevada retarda la ignició i redueix la velocitat de combustió, i si és excessiva pot fins i tot impedir-la.

• L'aigua s'evapora primer. L'aigua ha d'evaporar-se abans que el combustible pugui començar a cremar o fer-ho eficaçment, i aquest procés consumeix una quantitat considerable d'energia (calor latent de vaporització) absorbint calor que, d'altra manera, s'utilitzaria per escalfar i pirolitzar el combustible; per tant, una humitat elevada retarda significativament la ignició i disminueix la velocitat de combustió.
• Fusta humida costa. La fusta humida és molt més difícil d'encendre i crema amb menys intensitat que la fusta seca.
• Incendis forestals. En incendis forestals, els combustibles vegetals amb alt contingut d'humitat actuen com un fre natural a la propagació del foc; en alguns casos, si la humitat és excessiva, pot fins i tot impedir la combustió.

8.4–8.5 · Condicionants: factors externs

La ventilació és el moviment d'aire cap i des de la zona de combustió, que afecta directament el subministrament d'oxigen i l'evacuació dels productes de la combustió. Distinció clau: en l'Incendi Limitat pel Combustible (ILC) la ventilació és adequada i el foc, governat pel combustible, es desenvolupa lliure i intens; en l'Incendi Limitat per la Ventilació (ILV) l'oxigen escasseja i el foc, governat per l'oxigen, pot passar a fase latent. Trampa d'examen: en ILV una entrada d'aire sobtada i no controlada pot canviar radicalment el comportament del foc i desencadenar una reignició violenta.

• ILC. Incendi Limitat pel Combustible (ILC): amb ventilació adequada i aire fresc entrant s'assegura un subministrament continu d'oxigen que afavoreix una combustió completa i intensa i ajuda a evacuar fums calents i tòxics; el foc es desenvolupa lliurement i està governat per la disponibilitat de combustible.
• ILV. Incendi Limitat per la Ventilació (ILV): en espais tancats la ventilació limitada provoca una ràpida consumició d'oxigen i l'acumulació de fums i gasos combustibles sense cremar, cosa que redueix la intensitat i pot portar el foc a una fase latent on la flama s'atura per manca d'oxigen; el foc està governat per la disponibilitat d'oxigen.
• Perill de reignició. En ILV, malgrat no haver-hi flama lliure ni molt altes temperatures, els materials continuen pirolitzant i generant gasos combustibles; en aquestes condicions una aportació d'aire sobtada i no controlada (trencament d'una finestra, obertura d'una porta, col·lapse d'un sostre) pot canviar radicalment el comportament del foc i desencadenar una reignició violenta.
• ILC vs ILV. ILC — Incendi Limitat pel Combustible: ventilació adequada i aire fresc entrant, subministrament continu d'O₂, combustió completa i intensa; el foc es desenvolupa lliurement i està governat per la disponibilitat de COMBUSTIBLE. || ILV — Incendi Limitat per la Ventilació: espai tancat amb ventilació limitada, l'O₂ s'esgota i s'acumulen fums i gasos combustibles sense cremar; baixa la intensitat i el foc pot passar a fase latent; està governat per la disponibilitat d'OXIGEN → una entrada d'aire sobtada pot provocar reignició violenta.

La temperatura a què es troba el combustible abans de la ignició influeix directament en la facilitat amb què s'encendrà i en la velocitat de propagació del foc. Com més alta és aquesta temperatura inicial, menys energia externa (de la font d'ignició o de la calor d'altres zones) cal per portar-lo fins a la seva temperatura d'ignició, de manera que la ignició és més ràpida i fàcil i el foc, un cop iniciat, es propaga amb més facilitat.

• Menys energia per ignició. Com més alta és la temperatura a què es troba el combustible, menys energia externa provinent de la font d'ignició o de la calor d'altres zones del foc cal per escalfar-lo fins a la seva temperatura d'ignició, fet que fa la ignició més ràpida i fàcil i afavoreix la propagació un cop iniciat el foc.
• Calor radiant preescalfa. En un incendi forestal, la calor radiant del foc principal preescalfa la vegetació circumdant, l'asseca i n'augmenta la temperatura, de manera que quan hi arriba el front de flama la propagació és ràpida.
• Fusta vora estufa, dièsel fred. No és el mateix encendre una fusta a la temperatura exterior de l'hivern que una ja preescalfada al costat de l'estufa; de la mateixa manera, en climes molt freds alguns motors dièsel necessiten sistemes complementaris de preescalfament per arrancar.

9.1 · Transmissió de la calor

La conducció és la transferència de calor per contacte directe entre molècules: l'energia passa de les partícules més calentes a les més fredes per vibracions i col·lisions, sense desplaçament significatiu de matèria. És el mecanisme principal en sòlids i la seva velocitat depèn de la conductivitat tèrmica del material (els metalls conducten bé; la fusta i l'aire aïllen). Es reconeix perquè escalfa combustibles al costat oposat de parets o bigues, fins i tot lluny del focus. Trampa d'examen: NO és el mecanisme de transmissió més important.

• Contacte directe, en sòlids. La conducció és la transferència de calor per contacte directe entre molècules, de les partícules més calentes a les més fredes mitjançant vibracions i col·lisions, sense un desplaçament significatiu de la matèria; és el principal mecanisme de transmissió de calor en sòlids.
• Conductors vs aïllants. La velocitat de conducció depèn de la conductivitat tèrmica del material: els metalls són bons conductors i la fusta o l'aire són bons aïllants. No és el mecanisme de transmissió més important.
• Parets i bigues metàl·liques. En els incendis la calor es transmet a través de parets, estructures metàl·liques (bigues, conductes) o altres sòlids, escalfant combustibles al costat oposat o en zones allunyades del punt d'origen.
• Els 3 mecanismes en paral·lel. CONDUCCIÓ — mecanisme: contacte directe entre molècules (vibracions i col·lisions, sense desplaçament de matèria); medi: sòlids; on domina: és el principal en sòlids (parets, bigues i conductes metàl·lics), però NO és el mecanisme més important. || CONVECCIÓ — mecanisme: moviment d'un fluid; els gasos i fums calents es tornen menys densos i ascendeixen; medi: fluids (líquids i gasos); on domina: important en la propagació dins edificis (capa de gasos calents al sostre que s'estén i passa a altres pisos per obertures). || RADIACIÓ — mecanisme: ones electromagnètiques; medi: CAP, viatja pel buit i en línia recta en totes direccions; on domina: un dels més importants en la propagació; potència ∝ T⁴ i intensitat rebuda ∝ 1/distància².

Mecanisme que explica com el foc arriba al pis de dalt sense flama: puja el gas calent, no la matèria.

• Fluid calent ascendeix. La convecció és la transferència de calor pel moviment d'un fluid: els gasos calents, en tornar-se menys densos, ascendeixen i s'acumulen al sostre del compartiment formant una capa de gasos calents.
• Capa al sostre s'estén. Aquesta capa de gasos calents pot estendre's horitzontalment per tota la sala i, si troba obertures (portes, finestres, escales, conductes), propagar-se a altres habitacions o pisos; és un mecanisme important en la propagació d'incendis en edificis.
• Corrents de circulació. Els fluids calents i menys densos pugen mentre els més freds i densos baixen, creant corrents de convecció que transporten l'energia tèrmica de l'incendi per la sala i cap a altres pisos.
• Contacte / Corrent / Cel obert. Per no confondre els 3 mecanismes: CONDUCCIÓ = Contacte (tocar; en sòlids). CONVECCIÓ = Corrent d'un fluid calent que puja (gasos i fums cap al sostre). RADIACIÓ = ones que arriben sense cap medi, pel buit i en línia recta (com la calor del Sol). Regla de tres: «Contacte → Corrent → Cel obert».

Únic mecanisme que no necessita medi; les dues proporcionalitats decideixen la distància segura.

• Ones electromagnètiques. La radiació és la transferència de calor en forma d'ones electromagnètiques; no requereix un medi físic per transmetre's i pot viatjar pel buit, com la calor que ens arriba del Sol, propagant-se en línia recta i en totes direccions des de la font.
• Potència ∝ T⁴. La potència de la radiació depèn de la superfície de l'objecte i, sobretot, de la seva temperatura elevada a la quarta potència (T⁴); per això les altes temperatures, com les de les flames, són particularment perilloses.
• Inversa al quadrat distància. La intensitat de radiació rebuda és inversament proporcional al quadrat de la distància, de manera que allunyar-se o resguardar-se 'a l'ombra' protegeix; és un dels mecanismes més importants per a la propagació del foc.

9.2 · Mecanismes de propagació

Un cop iniciat el foc, la propagació a combustibles propers segueix un cicle continu d'escalfament i ignició en quatre passos seqüencials: 1) transmissió de calor (principalment per radiació i convecció), 2) augment de la temperatura del combustible no cremat, 3) emissió de gasos combustibles per piròlisi o evaporació i 4) ignició d'aquests gasos. La ignició es pot produir per contacte directe amb la flama, per autoignició en assolir la seva temperatura, o per projecció de partícules enceses (brases, degoteig o materials col·lapsats).

• 1 · Transmissió de calor. 1) Transmissió de calor: els combustibles adjacents al foc reben calor, que els arriba principalment per radiació (directament de les flames i els gasos calents) i per convecció (pel contacte amb els gasos de combustió calents que ascendeixen i es desplacen).
• 2 · Augment de temperatura. 2) Augment de la temperatura: la calor rebuda eleva la temperatura del combustible que encara no ha cremat.
• 3 · Emissió de gasos. 3) Emissió de gasos combustibles: a mesura que el combustible s'escalfa, comença a alliberar vapors i gasos inflamables per piròlisi o evaporació.
• 4 · Ignició. 4) Ignició dels gasos: aquests gasos s'encenen per contacte directe amb la flama, per autoignició si assoleixen la temperatura d'autoignició abans que hi arribi la flama, o per projecció de partícules enceses (brases, degoteig de materials fosos o caiguda de materials col·lapsats).

10 · Efectes de la calor en els materials

Efecte que segueix actuant quan el foc ja és apagat: primer dilata i, en refredar-se, deforma.

• Augment de volum imparable. La dilatació tèrmica és l'augment de volum dels materials en escalfar-se; en un incendi es manifesta amb força considerable, especialment en metalls com l'acer de les bigues estructurals, i es considera pràcticament imparable.
• Fissures i col·lapse. En dilatar-se, els materials exerceixen una pressió immensa sobre els elements adjacents que pot provocar fissures, esquerdes i, en els casos més greus, el col·lapse de murs o la ruptura d'unions estructurals; en refredar-se es produeix la contracció.
• Sovint cal enderrocar. La contracció en refredar-se pot no ser uniforme i deixar l'estructura deformada, inestable i sense la seva integritat original; per això moltes estructures afectades per un incendi no poden ser recuperades i han de ser enderrocades.

L'increment de temperatura redueix dràsticament la resistència mecànica de molts materials, fet crític en els components estructurals. L'acer perd ràpidament capacitat de càrrega a partir dels 300 °C i esdevé pràcticament inútil per sobre de 550-600 °C, cosa que en provoca la deformació i el col·lapse. El formigó pot patir spalling (despreniment de la capa superficial per evaporació de l'aigua interna, que deixa el ferro al descobert) i la fusta forma una capa carbonitzada que aïlla l'interior. Per això les normatives exigeixen resistència al foc per temps (R30, R60, R90, R120...) per garantir l'evacuació i l'actuació dels equips.

• Acer inútil >550–600 °C. L'acer perd ràpidament la seva capacitat de càrrega a partir dels 300 °C i esdevé pràcticament inútil a temperatures superiors als 550-600 °C; aquest debilitament en provoca la deformació i, finalment, el col·lapse de l'estructura.
• Formigó i fusta · com responen a la calor. El formigó, tot i ser més resistent al foc, pot patir spalling: les altes temperatures evaporen l'aigua interna i generen tensions que despreneixen la capa superficial, deixant el ferro intern al descobert, que aleshores perd resistència de forma accelerada. La fusta forma una capa carbonitzada superficial que actua com a aïllant tèrmic i protegeix l'interior durant un temps.
• Resistència al foc (R). Les normatives de construcció exigeixen que les estructures resisteixin l'acció del foc durant un temps determinat en minuts (R30, R60, R90, R120, etc.) sota condicions normalitzades, per donar temps a l'evacuació segura dels ocupants i a l'actuació dels equips d'emergència.
• Acer: 300 avisa, 600 el mata. Temperatures crítiques de l'acer: als 300 °C COMENÇA a perdre ràpidament capacitat de càrrega; per sobre de 550-600 °C esdevé pràcticament INÚTIL i es deforma fins al col·lapse. Memòria: «300 avisa, 600 el mata».

11 · Fenòmens extrems

El backdraft és una reignició explosiva d'un incendi que està en fase de ventilació limitada: en un compartiment tancat el foc ha consumit gairebé tot l'oxigen i queda 'dormit', sense flama, però omplint l'espai de gasos i vapors calents molt combustibles. El mecanisme clau és la manca d'oxigen: quan s'obre una porta o finestra, l'entrada sobtada d'aire crea una barreja inflamable que s'encén de manera explosiva cap a l'obertura. Es reconeix pel fum espès, marronós o groguenc i sense moviment, que 'respira' o pulsa a les escletxes. Trampa d'examen: a diferència del flashover (fenomen tèrmic), el backdraft està impulsat per la falta d'oxigen i la seva entrada sobtada posterior.

• Compartiment sense oxigen. Es produeix en un compartiment tancat on el foc ha consumit gairebé tot l'oxigen: el foc queda 'dormit' o latent, sense flama activa, però els materials segueixen pirolitzant-se per l'alta temperatura i omplen l'espai de gasos i vapors combustibles. El fum espès, sense moviment, de color marronós o groguenc, i les 'respiracions' o fum pulsant a les escletxes en són senyals.
• Entrada d'aire, ignició explosiva. Quan s'obre una porta, finestra o qualsevol obertura, es produeix una entrada sobtada d'oxigen en aquesta atmosfera carregada de gasos calents i combustibles. L'oxigen es barreja ràpidament amb aquests gasos, crea una barreja inflamable i s'encén de manera sobtada i explosiva; la flama es propaga violentament cap a l'obertura per on ha entrat l'aire.
• Força explosiva. La seva perillositat rau en la força explosiva que allibera i en la ràpida propagació del foc per l'espai i cap a l'exterior, projectant flames i gasos calents per l'obertura.
• Backdraft vs Flashover. BACKDRAFT vs FLASHOVER (la gran trampa d'examen): • MOTOR — Backdraft: MANCA d'O₂ + entrada sobtada d'aire → fenomen de VENTILACIÓ, explosiu. Flashover: acumulació de CALOR i RADIACIÓ → fenomen TÈRMIC. • QUÈ PASSA — Backdraft: reignició EXPLOSIVA cap a l'obertura d'un foc 'dormit' sense flama. Flashover: totes les superfícies s'encenen gairebé alhora (incendi totalment desenvolupat en segons). • SENYALS — Backdraft: fum espès marronós/groguenc, sense moviment, que 'respira' o pulsa a les escletxes; foc latent, sense flama activa. Flashover: càrrega de foc elevada, gasos calents acumulats al sostre, radiació intensa, combustibles amb baix punt d'ignició. • REGLA: si obro i EXPLOTA cap a mi (per falta d'aire) = backdraft; si TOT s'encén de cop per la calor acumulada = flashover.

El flashover és la transició ràpida d'un incendi localitzat a un incendi totalment desenvolupat: totes les superfícies combustibles de l'espai s'encenen gairebé simultàniament. El mecanisme és tèrmic: la calor acumulada (per convecció dels gasos calents al sostre i per radiació directa de les flames) escalfa gradualment totes les superfícies fins a la seva temperatura d'ignició, i llavors s'encenen alhora. Trampa d'examen: mentre el backdraft l'impulsa la manca d'oxigen i la seva entrada, el flashover és principalment un fenomen tèrmic (acumulació de calor i radiació); es veu afavorit per una càrrega de foc elevada i combustibles amb baix punt d'ignició.

• Totes les superfícies a ignició. Es produeix quan la calor generada pel foc —tant per convecció dels gasos calents acumulats al sostre com per radiació directa de les flames— irradia intensament sobre tots els materials combustibles de la sala i n'escalfa gradualment totes les superfícies exposades fins a la seva temperatura d'ignició. Es veu afavorit per una càrrega de foc elevada i per combustibles amb baix punt d'ignició.
• Ignició sobtada generalitzada. A mesura que tots els materials del compartiment arriben gairebé al mateix temps a la seva temperatura d'autoignició, s'encenen de forma sobtada i generalitzada, de manera que tot l'espai es troba en flames en qüestió de segons. A diferència del backdraft, aquest és principalment un fenomen tèrmic, resultat de l'acumulació de calor i la radiació.
• Espai tot en flames. La seva perillositat rau en la sobtada i completa implicació de l'espai en flames, en les altíssimes temperatures assolides i en la ràpida destrucció que provoca.

12 · Productes de la combustió

La combustió real és gairebé sempre incompleta i genera gasos que són un dels perills més grans i la causa principal de mortalitat en incendis. El monòxid de carboni (CO) és el producte de combustió incompleta més comú i perillós: inodor, incolor i insípid, s'uneix a l'hemoglobina amb molta més afinitat que l'oxigen, n'impedeix el transport i provoca ràpidament asfíxia cel·lular i la mort. El cianur d'hidrogen (HCN) és extremadament tòxic i es genera cremant plàstics com el poliuretà. A banda dels tòxics hi ha els asfixiants, com el CO₂, que desplaça l'oxigen de l'aire.

• Monòxid de carboni. El monòxid de carboni (CO) és el producte de combustió incompleta més comú i perillós, i es produeix quan hi ha falta d'oxigen per a la combustió. És inodor, incolor i insípid, i s'uneix a l'hemoglobina de la sang amb molta més afinitat que l'oxigen, impedint-ne el transport i provocant ràpidament asfíxia cel·lular i la mort.
• Cianur d'hidrogen. Els materials sintètics que ens envolten, en cremar, alliberen compostos complexos: per exemple el cianur d'hidrogen (HCN), un gas extremadament tòxic que es genera en la combustió del poliuretà (sofàs, aïllaments i entapissats). Altres fonts són les coles i resines de mobles prefabricats, els plàstics d'aparells domèstics i els interiors de cotxes moderns.
• CO persistent. En espais confinats el CO pot romandre en l'ambient molt temps després que les flames s'hagin extingit; per això és vital mesurar-ne la concentració amb detectors de gas i garantir una ventilació adequada dels espais afectats abans de permetre-hi l'accés.
• Gasos asfixiants (CO₂). A banda dels tòxics hi ha els asfixiants: el CO₂, generat en grans quantitats, actua desplaçant l'oxigen de l'aire i reduint-ne la concentració per sota dels nivells necessaris per respirar, cosa que pot provocar pèrdua de consciència i mort per asfíxia. Les bateries de ió-liti en combustió, cada cop més presents, alliberen també una àmplia varietat i quantitat de gasos altament tòxics.

Producte que mata més que la flama i alhora informa: llegir-lo és part de la valoració de l'incendi.

• Gasos, vapor i partícules. El fum és la barreja dels gasos de combustió, del vapor d'aigua i de les partícules en suspensió (cendra, sutge). Sol ser dens i visible.
• Poca visibilitat, mortal. El fum pot reduir dràsticament la visibilitat, dificultant l'orientació i l'evacuació de persones i la feina dels bombers, i pot provocar dificultats per respirar, asfíxia i mort; junt amb els gasos tòxics que conté, és una causa principal de mortalitat en incendis.
• Font d'informació i risc tèrmic. El color, la densitat i el comportament del fum (quantitat, velocitat i turbulència) són fonts valuoses d'informació i donen pistes del què i el com està cremant. A més, la seva elevada temperatura pot provocar cremades a les vies aèries i el fum és un vector important de propagació.

Dos productes visibles del foc que, malgrat l'aparença, no són la primera causa de mort en un incendi.

• Flama. La flama és la part visible del procés de combustió: la regió de gasos incandescents on es produeix la reacció de combustió.
• Calor. La calor és l'energia alliberada en aquestes reaccions; l'alta temperatura i la radiació emeses per la flama i els gasos calents provoquen cremades greus i ràpides i representen un risc elevadíssim per a la vida. Tot i això, en la majoria d'incendis la causa principal de mortalitat és la inhalació de fum i gasos tòxics, no directament la flama o la calor.
• Impacte estructural. La calor té un impacte devastador sobre les estructures: els materials de construcció perden resistència mecànica a altes temperatures —l'acer es deforma i col·lapsa, el formigó es desprèn i perd capacitat de càrrega, i la fusta es carbonitza—, cosa que pot portar al col·lapse total o parcial de l'edifici.

Risc que comença just quan s'acaba la intervenció: aigua d'extinció contaminada i fibres d'amiant.

• Cendres, sutge, amiant. Els residus sòlids generats inclouen cendres, sutge adherit a les superfícies i restes de materials totalment o parcialment cremats; segons el que hagi cremat, poden contenir una gran varietat de substàncies tòxiques i contaminants. Un cas particularment delicat és el fibrociment: no és combustible, però les altes temperatures poden disgregar-ne les fibres d'amiant, que un cop inhalades causen malalties pulmonars greus (asbestosi) i càncer.
• Aigua contamina sòl i aqüífers. No tota l'aigua utilitzada per extingir el foc s'evapora: bona part es barreja amb els productes de la combustió (cendres, sutge, compostos tòxics) i es converteix en una 'aigua d'extinció' altament contaminant que, si no es gestiona adequadament, pot fluir cap al sòl, infiltrar-se i contaminar aqüífers subterranis, o arribar a rius, rieres i la xarxa de clavegueram.
• Descontaminació. Els residus sòlids i les partícules tòxiques s'assenten i s'adhereixen a totes les superfícies de l'espai afectat i suposen un risc continu per a la salut de qui hi torni a accedir i del personal de neteja; sovint requereixen processos de descontaminació especialitzats i costosos abans que els espais es puguin tornar a utilitzar amb seguretat.

13.1 · Tècniques d'extinció

Tècnica d'extinció que actua sobre el costat del combustible del tetraedre: es retira o se separa el material que crema (o que podria cremar) perquè, sense aliment, la reacció no es pot mantenir i el foc s'apaga. També s'anomena inanició o separació. S'aplica tallant el subministrament de gas o líquid, retirant material del camí del foc o fent cremes d'eixamplament als incendis forestals.

• Retirar combustible (inanició). Consisteix a retirar o separar el material que crema o que podria cremar; sense combustible, el foc no es pot alimentar i s'extingeix. També rep el nom d'inanició o separació.
• Tallar gas, retirar vegetació. Exemples: tallar el subministrament de gas o líquid en canonades o fuites, i fer cremes d'eixamplament (retirant la vegetació) per aturar l'avanç dels incendis forestals.
• Sense aliment s'apaga. També es poden retirar manualment o amb maquinària pesada els objectes i materials combustibles del camí del foc (piles de deixalles, vegetació); privat de combustible, el foc s'extingeix.
• 4 tècniques = 4 costats. LES 4 TÈCNIQUES = TREURE UN COSTAT DEL TETRAEDRE (n'hi ha prou amb UN): • COMBUSTIBLE → Eliminació / separació (INANICIÓ): retirar el material que crema (tallar el gas o líquid, retirar vegetació, cremes d'eixamplament). • COMBURENT (O₂) → SUFOCACIÓ: reduir l'oxigen per sota del 16% (manta ignífuga, escuma, sorra, o inundar amb CO₂ / nitrogen). • CALOR → REFREDAMENT: baixar el combustible sota el seu punt d'ignició (aigua; és la tècnica més comuna i eficaç). • REACCIÓ EN CADENA → INHIBICIÓ QUÍMICA: trencar el cicle combinant-se amb els radicals lliures de la flama (substituts dels halons, algunes pols químiques).

Tècnica que actua sobre el comburent: es redueix la concentració d'oxigen per sota del mínim que la combustió necessita (generalment un 16% a l'aire), o per sota del nivell crític del combustible concret. Sense prou oxigen, la reacció no es pot mantenir. S'aconsegueix cobrint el foc (manta ignífuga, escuma, sorra), tapant el recipient o inundant l'espai amb gasos no combustibles com el CO₂ o el nitrogen.

• Reduir O₂ sota 16%. Perquè un foc cremi necessita oxigen, generalment un mínim del 16% a l'aire; la sufocació consisteix a reduir-lo per sota d'aquest nivell (o del valor crític del combustible concret).
• Manta, escuma, CO₂. Es cobreix el foc amb una manta ignífuga, escuma o sorra, o s'inunda l'espai amb gasos no combustibles com el diòxid de carboni (CO₂) o el nitrogen per desplaçar l'oxigen.
• Tapa a la paella. Cobrir una paella encesa amb una tapa o un drap humit ben escorregut n'és l'exemple quotidià: s'aïlla el combustible de l'oxigen atmosfèric.

Tècnica més comuna i eficaç d'extinció, que actua sobre la calor del tetraedre: es redueix la temperatura del combustible per sota del seu punt d'ignició i, sense prou calor, la reacció de combustió no es pot mantenir. Normalment s'aplica aigua directament sobre el foc, ja que absorbeix molta calor. A més de refredar el combustible, refreda els materials propers i frena l'emanació de gasos combustibles, evitant la propagació.

• Baixar sota punt ignició. És la tècnica més comuna i eficaç; consisteix a reduir la temperatura del combustible per sota del seu punt d'ignició, ja que sense prou calor la combustió no es pot mantenir.
• Aigua absorbeix calor. S'aplica sobretot aigua, que absorbeix una gran quantitat de calor gràcies a la seva elevada calor específica i, sobretot, al seu elevat calor latent de vaporització.
• Refreda veïns i frena gasos. Aplicar aigua sobre el combustible refreda també els materials propers, disminueix o elimina l'emanació de gasos combustibles i evita així la propagació del foc.
• Les 4 C i com treure-les. NEMOTÈCNIA DEL TETRAEDRE — les '4 C': Combustible, Comburent, Calor, Cadena. Cada tècnica en TREU una: • Combustible → Separo (inanició) • Comburent → Sufoco • Calor → Refredo • Cadena → Inhibeixo. Clau d'examen: n'hi ha prou de treure'n UNA de sola perquè el foc s'apagui; no cal eliminar-les totes.

Quart mecanisme d'extinció: no toca ni la calor ni l'oxigen, sinó la reacció química mateixa.

• Trencar reacció en cadena. Alguns agents extintors actuen interferint amb la reacció química de la combustió: alliberen productes que es combinen amb els radicals lliures de la flama i trenquen el cicle de la reacció.
• Halons i pols químiques. Actuen per aquest mecanisme els substituts dels halons i algunes pols químiques, que alliberen productes que trenquen el cicle de la reacció en cadena.
• Trenca el tetraedre. Trencant la reacció en cadena s'atura la combustió actuant sobre el quart costat del tetraedre del foc, sense necessitat de refredar ni de sufocar.

13.2 · Agents extintors

Agent per defecte i el seu derivat; el que cal saber de memòria és on NO s'ha d'usar mai l'aigua.

• Aigua. L'aigua actua per refredament (mecanisme principal) i, en vaporitzar-se, per sufocació (secundari); és eficaç sobretot en focs de Classe A. En ser conductora, no s'ha d'usar en presència de tensió elèctrica.
• Escuma. És un cas particular de l'aigua a què s'afegeix escumogen i aire per formar una capa de bombolles que sufoca (mecanisme principal); s'usa sobretot en líquids inflamables (Classe B) i també és efectiva en Classe A.
• Vaporització. En vaporitzar-se, cada litre d'aigua genera uns 1.700 litres de vapor que desplaça l'oxigen (sufocació secundària); el calor absorbit en el canvi de fase a 100 °C (calor latent de vaporització) és el mecanisme principal de refredament.
• Perill: electricitat i metalls (D). És conductora de l'electricitat, per la qual cosa no s'ha d'usar amb tensió; a més, reacciona violentament amb els metalls combustibles (Classe D), podent alliberar gasos inflamables com l'hidrogen (per exemple amb el magnesi) i provocar explosions.
• Formes d'aplicació. Es pot aplicar a raig compacte (per abast i penetració), atomitzada en con d'atac (com més petita la gota, més eficaç el refredament i menys danys per aigua) o en cortina d'aigua, com a ventall de protecció que atura la calor transmesa per radiació.
• Agent → mecanisme → costat. CADA AGENT → MECANISME PRINCIPAL → COSTAT DEL TETRAEDRE: • Aigua → REFREDAMENT (principal) + sufocació pel vapor (1.700 L de vapor per litre) → CALOR. • Escuma → SUFOCACIÓ (capa de bombolles) → COMBURENT (ideal Classe B). • CO₂ / gasos inerts (nitrogen, argó, IG-541) → SUFOCACIÓ → COMBURENT. • Pols química seca → INHIBICIÓ química (principal) + sufocació → CADENA. • Halons i substituts (HFC, FK-5-1-12) → INHIBICIÓ química → CADENA (agents nets, sense residu). Un mateix agent pot tocar més d'un costat, però sempre en té un de PRINCIPAL.

Explica amb física per què l'aigua és mala idea en dipòsits d'hidrocarburs i com acaba projectant foc.

• Aigua atrapada sota, sobreescalfada. En cremar un líquid menys dens que l'aigua dins un recipient, l'aigua d'extinció va a parar al fons, sota el combustible, i s'escalfa fins i tot per sobre de 100 °C sense bullir a causa de la pressió que el combustible exerceix al damunt.
• Bull de cop, sense avís. A mesura que el combustible es consumeix, la pressió sobre la superfície de l'aigua disminueix i l'aigua sobreescalfada pot bullir de cop, massivament i sense cap senyal d'avís.
• Projecta foc fora del recipient. En bullir, projecta el combustible en flames fora del recipient, escampant el foc i empitjorant dràsticament la situació.

Substàncies que s'afegeixen a l'aigua per millorar-ne l'eficàcia o adaptar-la a diferents situacions. Cadascuna actua d'una manera: els humectants li permeten penetrar millor, els espesseïdors la fan més adherent, els escumògens generen escuma per sufocar i els encapsulants interfereixen amb la combustió. Cal conèixer-ne bé les propietats i comprovar-ne el rendiment i la compatibilitat abans d'un ús operatiu generalitzat.

• Humectants / tensioactius. Redueixen la tensió superficial de l'aigua i li permeten penetrar millor en materials porosos i densos (útil en focs de Classe A).
• Espesseïdors. Augmenten la viscositat de l'aigua i la fan més adherent a les superfícies, sobretot en estructures verticals, reduint el drenatge.
• Escumògens. Són concentrats que, barrejats amb aigua i aire en proporcions específiques, generen escuma per a la sufocació (focs de Classe B i A).
• Encapsulants. Additius més moderns que encapsulen les partícules de combustible i els vapors inflamables, interferint amb la combustió i reduint-ne la propagació; per exemple, el F-500 i l'eFP-600.

13.2.2 · Escuma

Les escumes i els escumògens que les originen es classifiquen de tres maneres: segons la composició química, segons les propietats i segons el coeficient d'expansió (volum d'escuma respecte al volum de barreja). Un punt clau d'examen: les escumes fluorades (amb PFAS), com les AFFF, FFFP i AR-AFFF, estan prohibides a la UE des del 4 de juliol de 2025 pel seu impacte ambiental i sanitari, i el mercat es desplaça cap a les lliures de fluor (FFF), l'opció prioritària actual.

• Per composició. Segons la composició: proteíniques (P), fluoroproteíniques (FP i FFFP), sintètiques (S), formadores de pel·lícula aquosa (AFFF) i lliures de fluor (3F o FFF), aquestes darreres la nova generació i l'opció prioritària actual.
• Per propietats. Segons les propietats: AFFF (formen una fina pel·lícula aquosa que suprimeix els vapors), AR resistents a alcohols (per a combustibles polars miscibles amb l'aigua) i polivalents o multipropòsit (efectives tant en Classe A com en Classe B).
• Per expansió. Segons el coeficient d'expansió (volum d'escuma respecte al de barreja): baixa fins a 20:1, mitjana de 20:1 a 200:1 i alta de més de 200:1; la dosificació habitual de l'escumogen és de l'1 %, el 3 % o el 6 %.
• Prohibició PFAS. Les escumes fluorades (AFFF, FFFP, AR-AFFF) són prohibides a la UE des del 4 de juliol de 2025 per la persistència, mobilitat i bioacumulació dels PFAS i els seus riscos per a la salut; el mercat es desplaça cap a alternatives lliures de fluor (FFF).

Agent més polivalent del catàleg; la mida de partícula i la no conductivitat en justifiquen els usos.

• Inhibició + sufocació. Actua principalment per inhibició química de la reacció en cadena i, de manera secundària, per sufocació, creant una barrera entre el combustible i l'oxigen.
• ABC versàtil, BC i D. Segons el tipus, és apta per a una àmplia gamma de focs: la pols ABC és la més versàtil (classes A, B i C), mentre que la BC i les especials de classe D són més específiques.
• 10–20 micres, no conductora. Està formada per partícules molt fines, d'entre 10 i 20 micres, de sals metàl·liques; és un agent no conductor de l'electricitat i amb bona adherència sobre superfícies sòlides, la qual cosa ajuda a evitar la reignició.

Cara B de la pols: la composició decideix la classe de foc i els inconvenients decideixen on no posar-la.

• Fosfat, bicarbonat, especial D. La pols ABC (polivalent) està composta principalment de fosfat monoamònic (classes A, B i C); la BC (convencional), de bicarbonat de sodi o potassi (classes B i C); i les especials de classe D, formulades per a un metall o grup de metalls concret.
• Danya, reignició, corrosiva. Danya els equips electrònics delicats, presenta risc de reignició perquè no crea una atmosfera inerta duradora, i deixa una neteja complexa i corrosiva, sobretot amb la pols ABC, que deixa una capa enganxosa.

Família d'agents extintors (CO₂, gasos inerts, halons i els seus substituts) que actuen per sufocació o per inhibició química de la flama. El seu gran avantatge és que no deixen cap residu i no són conductors, cosa que els fa ideals per protegir equips electrònics, sales de control, centres de dades i arxius. Com a contrapartida, es dispersen un cop descarregats i no mantenen una atmosfera inerta duradora, amb risc de reignició, i perden eficàcia en exteriors o amb molta ventilació.

• Sufocació. El CO₂ i els gasos inerts (nitrogen, argó) actuen per sufocació, reduint l'oxigen disponible per sota del necessari, i no deixen cap residu.
• Inhibició química. Els halons i els seus substituts actuen per inhibició química, interferint directament amb la reacció en cadena; són agents nets, ideals per a equips electrònics i aplicacions crítiques.
• CO₂. El diòxid de carboni és incolor, inodor i més dens que l'aire; extingeix per sufocació (principal) i refredament (secundari), però a les concentracions extintores és ràpidament mortal per la seva toxicitat directa i el desplaçament de l'oxigen, i pot causar xoc tèrmic en equips sensibles.

Els gasos inerts (nitrogen, argó i mescles com l'IG-55 o l'IG-541) extingeixen per sufocació pura; a diferència del CO₂, els sistemes deixen l'oxigen entre el 10 i el 12,5 %, un nivell que permet una exposició humana curta i segura per a l'evacuació i no provoca xoc tèrmic, per la qual cosa són preferits en espais ocupats amb equips sensibles. Els halons, molt eficaços per inhibició química, estan prohibits des del 1994 (Protocol de Montreal) pel seu potencial de destrucció de l'ozó; només se'n permeten els reciclats per a usos crítics, i els seus substituts (HFC, FK-5-1-12) tenen un perfil ambiental molt més favorable.

• Nitrogen, argó, IG-541. El nitrogen, l'argó i les mescles IG-55 o IG-541 actuen exclusivament per sufocació; els sistemes es dissenyen per deixar l'oxigen entre el 10 i el 12,5 %, nivell segur per a una evacuació curta i sense els efectes tòxics ni el xoc tèrmic del CO₂.
• Halons prohibits des de 1994. Els halons (hidrocarburs halogenats amb brom, clor i fluor) van ser els agents d'inhibició més eficaços, però tenen la producció i l'ús prohibits des del 1994 (Protocol de Montreal) pel seu alt potencial de destrucció de l'ozó (ODP); només se'n permeten els reciclats per a usos crítics, i els substituts (HFC, FK-5-1-12) tenen baix ODP i GWP i actuen per inhibició química.

Quin agent per a quina classe de foc

Segons la norma europea EN 2, els focs es classifiquen pel tipus de combustible que crema: Classe A (sòlids que formen brases, com fusta, paper o teixits), Classe B (líquids inflamables o sòlids liquables, com gasolina o olis), Classe C (gasos inflamables, com el propà o el butà), Classe D (metalls combustibles, com el magnesi o el sodi) i Classe F (olis i greixos de cuina). Trampa clàssica d'examen: no existeix cap Classe E; l'electricitat no crema, sinó que hi pot haver focs d'una altra classe amb presència d'electricitat.

• Classificació. Segons la norma EN 2: Classe A, sòlids que formen brases (fusta, paper, teixits); B, líquids inflamables o sòlids liquables (gasolina, gasoil, olis); C, gasos inflamables (propà, butà, metà); D, metalls combustibles (magnesi, alumini, sodi); i F, olis i greixos de cuina.
• No existeix la Classe E. No existeix cap Classe E de focs elèctrics: l'electricitat no crema, sinó que pot haver-hi focs d'una altra classe (A, B, C...) amb presència d'electricitat, cosa que cal tenir present en triar el mètode i l'agent extintor.
• Classe F i saponificació. Els olis i greixos de cuina (Classe F, abans Classe K) tenen un punt d'autoignició molt alt i requereixen agents que actuen per saponificació, transformant el greix en sabó, que no crema.
• Classe de foc ↔ agent. CLASSES DE FOC (norma EN 2) i quin agent va BÉ / MALAMENT: • A sòlids amb brasa (fusta, paper, tèxtils) → AIGUA (ideal), escuma, pols ABC. • B líquids inflamables (gasolina, gasoil, olis) → ESCUMA (ideal), pols BC/ABC, CO₂. L'aigua NO és el recomanat (risc de boil-over amb hidrocarburs). • C gasos (propà, butà, metà) → pols BC/ABC; però el primer és TALLAR el subministrament (inanició). • D metalls (magnesi, sodi, alumini) → només pols ESPECIAL de classe D. L'AIGUA és perillosa: reacciona violentament i pot alliberar hidrogen i explotar. • F olis i greixos de cuina → agents que actuen per SAPONITZACIÓ; punt d'autoignició molt alt. TRANSVERSAL: en presència de tensió elèctrica, agents NO conductors (CO₂, pols química, gasos nets). L'aigua és conductora i NO s'ha d'utilitzar amb tensió elèctrica, sense distingir entre raig compacte i atomitzat.
• A-B-C = estats de la matèria. NEMOTÈCNIA DE LES CLASSES: les tres primeres segueixen els ESTATS DE LA MATÈRIA, en ordre: • A = sòlids (que fan brasa: fusta, paper) • B = líquids (Benzina, olis) • C = gasos (propà, butà) I les dues 'especials': • D = metalls (D de DUR) • F = Fregits / Fogons (olis i greixos de cuina). Així no confons l'ordre: SÒLID → LÍQUID → GAS, i després metalls i cuina.
• No existeix la Classe E. TRAMPA CLÀSSICA: NO existeix cap Classe E de 'focs elèctrics'. L'electricitat NO crema; el que hi ha són focs d'una altra classe (A, B, C...) amb PRESÈNCIA de tensió. Per això no memoritzis una 'E': memoritza que davant l'electricitat tries l'AGENT (no conductor) i el mètode, no una classe nova. (Tampoc hi ha lletres saltades: A, B, C, D... i F —la E queda buida a propòsit.)