Sistema de espuma de aire comprimido

En la lucha contra incendios se utiliza un sistema de espuma de aire comprimido para suministrar espuma retardante al fuego con el fin de extinguir un incendio o proteger áreas no quemadas.

Los componentes típicos incluyen una fuente de agua, una bomba centrífuga , tanques de concentrado de espuma, un sistema dosificador de espuma de inyección directa en el lado de descarga de la bomba, una cámara o dispositivo de mezcla, un compresor de aire rotativo y sistemas de control para garantizar las mezclas correctas de concentrado, agua y aire.

Un sistema de espuma de aire comprimido se define como un sistema de bombeo de agua estándar que tiene un punto de entrada donde se puede agregar aire comprimido a una solución de espuma para generar espuma. El compresor de aire también proporciona energía que, galón por galón, impulsa la espuma de aire comprimido en lugar de boquillas de agua estándar o aspiradas .

Está comprobado que el CAFS ataca simultáneamente a los tres lados del triángulo del fuego . La espuma cubre el combustible , reduciendo así su capacidad de buscar una fuente de oxígeno . La solución CAFS se adhiere a los techos y las paredes, lo que facilita la reducción rápida del calor . Además, las superficies opacas de la espuma, al adherirse a las paredes y los techos, protegen la fuente de combustible de la energía radiante . (Brooks, 2005; Brooks, 2006) - Más tarde se desmintió en un estudio del NIST, véase más abajo.

CAFS también puede referirse a cualquier extintor de agua presurizada que esté cargado con espuma y presurizado con aire comprimido.

Posteriormente se demostró que el CAFS no es más eficaz para extinguir incendios que el agua normal y, de hecho, puede ser perjudicial para los ataques en el interior. También tenía la costumbre de quemar a los bomberos durante las operaciones ofensivas en el interior debido a la introducción de aire (parte del tetraedro del fuego) y la generación de más vapor al intentar combatir los incendios iniciales. ^[1]

La idea de que el agua no es una herramienta perfecta para la extinción de incendios ha sido señalada desde hace mucho tiempo, como lo afirmó WE Clark (1991): "El proceso de extinción de incendios con agua es engorroso y generalmente costoso... el costo de instalar tuberías de agua lo suficientemente grandes para el flujo requerido, la instalación y el mantenimiento de hidrantes contra incendios , y la adquisición y el mantenimiento de bombas , mangueras y boquillas para el departamento de bomberos, hacen que el agua sea un agente extintor bastante caro... el uso de agua no es la forma ideal de extinguir incendios... debe haber un método mejor esperando a ser descubierto". (p. 75)

Liebson (1996) añade: "El agua es un agente extintor ineficiente. Requiere el uso de grandes cantidades con costos tanto financieros como físicos. Estos costos recaen sobre el bombero y la comunidad" (p. 5).

El uso de aditivos de espuma en el agua para la extinción se remonta a una patente inglesa de 1877 para un método para producir espuma química (Liebson, 1991, p. xi). La Marina Real experimentó con agentes espumados por medio de aire comprimido en la década de 1930 (Darley, 1994) y la Marina de los Estados Unidos utilizó sistemas de espuma de aire comprimido (CAFS) en la década de 1940 para incendios de líquidos inflamables. En la década de 1960, los lavaderos de automóviles caseros utilizaban CAFS con mangueras y boquillas de diámetro pequeño y baja presión, que hacían fluir alrededor de 4 galones estadounidenses (15 L) por minuto de solución y 4 pies cúbicos (0,11 m ³ ) por minuto de aire comprimido, con un alcance de boquilla de aproximadamente 40 pies (12 m) (Rochna y Schlobohm, 1992).

A mediados de la década de 1970, Mark Cummins, mientras trabajaba para el Servicio Forestal de Texas, desarrolló un sistema de expansión de agua conocido como Texas Snow Job. Cummins inventó el CAFS y obtuvo la patente estadounidense 4318443 en 1982. Este pionero CAFS de clase A utilizaba detergentes para lavavajillas o un derivado del jabón de pino , que se conseguía fácilmente como residuo en las industrias papeleras locales , como agente espumante mezclado en una proporción de 8 a 9 partes de agente por 91 a 92 partes de agua, con un caudal de hasta 30 galones estadounidenses (110 L) por minuto. La duración estaba limitada por el uso de cilindros de aire comprimido en lugar de compresores (la patente estadounidense y extranjera otorgada a Mark Cummins también incluía todo tipo de compresores de aire y generadores de gas inerte). A mediados de los años 1980, las investigaciones realizadas por la Oficina de Administración de Tierras de los Estados Unidos en cooperación con Mark Cummins dieron lugar a características de diseño modernas de compresores de aire rotativos, bombas centrífugas y sistemas de dosificación de espuma por inyección directa (Fornell, 1991; IFSTA, 1966). Los CAFS recibieron atención nacional en 1988 durante los incendios forestales del Parque Yellowstone , cuando el Old Faithful Inn de cuatro pisos se protegió con éxito cubriéndolo con espuma de aire comprimido (Darley, 1994).

En la primavera de 1994, Troy Carothers recorrió de costa a costa de Norteamérica un vehículo de demostración de espuma de aire comprimido fabricado por WS Darley & Co. El objetivo era difundir la información sobre el CAFS y mostrar esta tecnología relativamente nueva a los servicios de extinción de incendios de Estados Unidos y Canadá . Muchos años antes, Darley Co. se asoció con Cummins para el vehículo de demostración WEPS (sistema de bombeo de expansión de agua). El vehículo de demostración de Darley de 1994 fue operado por Troy Carothers, quien participó en el diseño y ensamblaje inicial del producto Darley AutoCAFS. Carothers es ahora el gerente de Darley AutoCAFS y supervisa todos los aspectos del desarrollo del CAFS para Darley Co. Este concepto de vehículo de demostración ha continuado anualmente desde 1994.

CAFS puede ofrecer una gama de consistencias de espuma útiles, etiquetadas desde el tipo 1 (muy seco) hasta el tipo 5 (húmedo), que se controlan mediante la relación aire-solución y, en menor medida, mediante el porcentaje de concentrado-agua. Las espumas de tipo 1 y 2 tienen tiempos de drenaje largos, lo que significa que las burbujas no estallan y liberan su agua rápidamente, y una larga duración. Las espumas húmedas, como las de tipo 4 y 5, se drenan más rápidamente en presencia de calor.

Una de las principales ventajas de utilizar CAFS es la capacidad única de producir una amplia gama de calidades o tipos de espuma para proporcionar la respuesta de espuma más adecuada a situaciones de incendio individuales. Esto le da al oficial de bomberos la ventaja de personalizar el mejor tipo de espuma para el uso táctico y el problema de incendio en cuestión.

Después de probar una espuma seca tipo 2 en varias situaciones, Johnny Murdock señala: "El consenso emergente es que las espumas más secas (tipo II; tal vez tipo I) se deben utilizar para suprimir vapores, proteger estructuras no quemadas, construir líneas de extinción de incendios forestales que involucren combustibles no quemados; … y que la extinción de incendios estructurales requiere una espuma más húmeda (tipo IV o tipo V); y que tanto la revisión estructural como la de áreas forestales requieren espuma tipo V".

Para combatir incendios estructurales con espuma de aire comprimido, Dominic Colletti recomienda utilizar una proporción de "solución de aire a espuma" de 0,5 pies cúbicos (0,014 m3 ⁾ por minuto a 1 galón estadounidense (3,8 L) por minuto, con una tasa de dosificación de espuma de clase A del 0,5 %. Esto produciría tasas de flujo de una manguera típica de 1-3/4" de 120 galones estadounidenses (450 L) por minuto de solución de espuma y 60 pies cúbicos (1,7 m3 ⁾ por minuto de aire comprimido. Esta proporción de solución de aire a espuma produce una espuma terminada húmeda y de drenaje rápido que apagará rápidamente las llamas y reducirá la temperatura del compartimento del incendio. Esta proporción también permite una mayor tasa de flujo de solución de espuma (líquido) relativa para ayudar a mantener los niveles más altos posibles de seguridad para los bomberos. (The Compressed Air Foam Systems Handbook, Colletti 2005).

Aunque muchos expertos de la industria no están de acuerdo con las afirmaciones de Colletti sobre los flujos, como se expuso en el simposio CAFS celebrado en Rosenberg, Texas, en febrero de 2007, un panel allí estuvo de acuerdo en que los flujos de 1 galón estadounidense (3,8 L) por minuto de solución de espuma en tándem con 1 pie cúbico (0,028 m3 ⁾ por minuto de aire producen la manta más eficaz. Se acordó además que la combinación máxima de flujo de aire mezclado con flujo de solución de espuma que sale de una línea de 1-3/4" bajo presiones de bomba normales de 100–125 PSI no podría superar físicamente un total de 140–150. En otras palabras, el flujo simultáneo de 70 pies cúbicos (2,0 m3 ⁾ por minuto de aire y 70 galones estadounidenses (260 L) por minuto de agua se está acercando al límite máximo o capacidad de transporte de esa manguera de diámetro (1,75 pulgadas). (Simposio CAFS de Texas, febrero de 2007)

Los extintores de agua presurizada por aire (APW) se convierten comúnmente en extintores CAFS improvisados ​​perforando dos orificios de 1/8 a 1/16 de pulgada en el tubo de recogida por encima de la línea de agua. Luego, la unidad se llena con 1,5 galones estadounidenses (5,7 L) de agua y se agrega espuma de clase A, AFFF , FFFP o detergente comercial al agua en una proporción del 1 % para incendios de clase A y una proporción del 3 % al 6 % para incendios de clase B. Por lo general, luego se corta la punta de la boquilla de aplicación de ánima lisa para permitir que la espuma se expanda correctamente. Mantener la boquilla dará como resultado una espuma más húmeda pero un mayor alcance. Cortar la boquilla dará como resultado una espuma expandida y seca pero carecerá del alcance de la boquilla de agua estándar. Los extintores CAFS también pueden equiparse con aspiradores de aire, comúnmente utilizados en extintores de espuma AFFF y FFFP, que darán como resultado una espuma más expandida pero carecerán de la resistencia al calor de la espuma no aspirada, que no rompe las burbujas.

El 17 de diciembre de 2005, dos bomberos de Tubinga (Alemania) murieron en el interior de un edificio en llamas cuando una de las mangueras del interior del edificio estalló y se quedaron sin agente extintor. En la posterior reconstrucción de la tragedia, los expertos se sorprendieron al descubrir que las mangueras rellenas de espuma de poliuretano tienen más probabilidades de estallar con el calor porque la espuma no es capaz de enfriarlas lo suficiente. ^[2]

Todos los tipos de mangueras contra incendios son susceptibles a estallidos y roturas que pueden provocar lesiones y muertes a los bomberos. Se requiere una prueba hidrostática anual de las mangueras para garantizar que las líneas de mangueras puedan soportar presiones estáticas durante un período de tiempo prescrito. La prueba de la resistencia térmica de las mangueras contra incendios a las condiciones de calor interior no forma parte de los criterios de prueba anuales de las mangueras de servicio contra incendios. Gerald Hughes, jefe de batallón (retirado), Departamento de Bomberos de Chicago

Algunos motores de distritos de bomberos han experimentado que las mangueras llenas de CAFS tienen una mayor incidencia de obstrucciones y disminución de la presión.

• Informe técnico 98: Sistemas de espuma de aire comprimido en condiciones de dotación de personal limitada — Administración de Bomberos de los Estados Unidos , Departamento de Seguridad Nacional , Gobierno de los Estados Unidos
• Instituto Tecnológico de Karlsruhe (KIT) - Forschungsstelle für Brandschutztechnik: Informes de investigación n° 140, n° 150 — [ver también la presentación: https://www.ffb.kit.edu/download/DLS2003.pdf]
• CRC de incendios forestales de Australia: uso de CAF para incendios de pastizales (ACT RFS)