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Calor de Combustión




Tecnología del Fuego, Manuel Pascual Pons, Primera Edición Abril de 1977, realizada por el autor.Tomo I, Parte I, Capítulo 15


El proceso de incendio gira en torno a un cambio en el estado físico de los cuerpos combustibles. estos cambios aparentemente sencillos, comportan un amplio estudio experimental.
Cuando un material combustible interviene en el incendio, su contenido total de energía se altera. Entre los estados inicial y final, la diferencia de energía se transfiere al medio o viceversa, del medio al sistema. Estos intercambios se realizan en forma de calor y la energía intercambiada valora cuantitativamente el proceso.
Mediciones calorimétricas
Los valores calorimétricos – por incendio sobre parámetros -. Son esenciales para calibrar problemas teórico – prácticos; propiedades térmicas de los cuerpos, carga térmica, resistencia y comportamiento materiales, etc. El calor liberado por las reacciones químicas se emplea en Ingeniería de protección y se tiene en cuenta en equipos de procedimiento.
Cantidad de calor
El calor de combustión de un material, es la cantidad de calor liberado por unidad de masa o de volumen, cuando este material se quema completamente. El calor de combustión se puede determinar a presión o volumen constante.
Calor de combustión superior e inferior
Como en la combustión se forma agua, como consecuencia de la presencia de átomos de hidrógeno en sus componentes y además puede haber humedad en el mismo, la cantidad de calor recogida de los gases de combustión dependerá del agua. Si el agua está condensada, la cantidad de calor se expresará, como calor de combustión superior y si está en forma de vapor como calor de combustión inferior.
Condensación y recuperación
La conversión entre ambos calores y sus potencias caloríficas requerirá conocer el contenido del agua e hidrógeno del combustible y aire, o bien el de los gases de combustión, siendo la diferencia igual a su calor latente de vaporización: la condensación y recuperación del calor latente del vapor de agua, dependerá en ambos casos de la temperatura de referencia y del grado de dilusión de los gases de combustión.
Bomba calorimétrica
Los calores de combustión en combustibles sólidos y líquidos, se miden con la bomba clorimétrica. El calor de combustión de los combustibles gaseosos se obtiene con el calorímetro llamado de flujo continuo. La bomba calorimétrica funciona, introduciendo una masa conocida combustible, en una bomba de acero que se llena con oxígeno a presión, para asegurar la combustión completa.
En primer lugar se introduce la bomba en un caloríemtro de agua y se enciende el combustible, enviando una corriente eléctrica instantánea a través de un alambre fino, que sirve para iniciar la combustión.
Midiendo el aumento de temperaturas y conociendo la masa de agua y la equivalencia en agua de calorímetro y de la bomba, se obtendrá el cálculo del calor de combustión.
Capacidad calorífica
En combustibles sólidos y líquidos, los calores de combustión, se expresan generalmente en cal/g o kcal/kg. El calor de combustión de los gases, se expresa ordinariamente en kcal/m3. Por ejemplo, los valores en calor de combustión para los productos siguientes son:
Sólidos: carbón 6000 – 7700 kcal/kg
madera
Líquidos: alcohol etílico 7700 kcal/kg
Fuel – oil 11000 kcal/kg
Gases: gas de hulla 5600 kcal/m3
Gas natural 9300 kcal/m3

Formas de combustión
A partir de combustiones no completas, también se analizan las capacidades caloríficas de los materiales ya que estas formas de combustión tienen prioridad en gran número de incendios.
En todos los casos de oxidación parcial o completa, el calor de combustión dependerá siempre del oxígeno presente, y de éste, que los calores de combustión se manifiesten de una u otra forma.
Calentamiento espontáneo
Se define como calentamiento espontáneo, al aumento de temperatura interna de un material, sin presencia de calor en sus proximidades. Cuando la sustancia alcanza su temperatura de ignición, resulta la combustión espontánea.
En general y aunque las causas que provocan calentamientos espontáneos se hallan definidas: reacción química, acción bacteriana, etc., en materiales por descomposición de los mismos y combinaciones posibles entre factores con relación recíproca, resulta muchas veces difícil dictaminar cuándo se halla dispuesto un material a calentarse espontáneamente.
Generación de calor
Aislamiento, promedio de generación de calor y aire suministrado, son tres condiciones susceptibles de generar en un material peligrosos calentamientos. Cualquier sustancia orgánica capaz de combinación con el oxígeno, puede oxidarse fácilmente a ciertas temperaturas críticas. Al exponerse a la atmósfera se inicia una evolución interna de calor, dándose condiciones ideales para la autooxidación. El efecto aislante del material y el aporte del aire, dan forma al precalentamiento o incubación de calor. Cuando el calor inicial se disipa o transfiere al medio, con mayor rapidez que se acumula, no es posible la autoignición, pero cuando la transferencia al medio









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Publicado en: 2004-08-19 (12002 Lecturas)

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