Test: Mecanismos de transmision del calor. Conduccion, conveccion y radiacion. Factores que influyen en la propagacion del incendio

El Tema 18 es uno de los pilares físicos del temario de Bomberos: sin comprender cómo se transmite el calor no se puede entender cómo se propaga un incendio ni cómo actuar sobre él. Las preguntas tipo test sobre este bloque combinan conceptos físicos con referencias directas al Código Técnico de la Edificación (CTE) y al Reglamento de seguridad contra incendios en establecimientos industriales (RSCIEI).

Marco normativo

Los mecanismos de transmisión del calor no tienen una definición legal única en la normativa española, pero sus efectos y consecuencias sí están regulados en:

• Real Decreto 314/2006 (CTE), especialmente en el Documento Básico SI (Seguridad en caso de Incendio).
• Real Decreto 2267/2004 (RSCIEI), que clasifica los establecimientos industriales según su riesgo intrínseco y su configuración constructiva, factores directamente ligados a la propagación del calor.
• UNE-EN 1991-1-2:2004 (Eurocódigo 1, parte 1-2), que establece los modelos de incendio y las acciones térmicas sobre estructuras expuestas al fuego.
• UNE-EN ISO 13786:2008, que define las características térmicas de los elementos de construcción, incluyendo la difusividad y la conductividad térmica.

Los tres mecanismos de transmisión del calor

Conducción

La conducción es la transferencia de energía térmica a través de un material sólido (o fluido en reposo) por contacto directo entre partículas, sin desplazamiento de materia.

Magnitudes clave:

• Conductividad térmica (λ): mide la capacidad de un material para conducir calor. Se expresa en W/(m·K). A mayor λ, mayor conductividad.
• Difusividad térmica (α): relaciona la conductividad con la capacidad calorífica del material. Definida en la UNE-EN ISO 13786:2008 como parámetro que determina la velocidad con que un material alcanza el equilibrio térmico.
• Resistencia térmica (R): inversa de la conductividad por unidad de espesor. A mayor R, mejor aislamiento.

Relevancia en incendios:

• Los metales tienen λ muy alta: conducen calor rápidamente y pueden propagar el fuego a través de estructuras metálicas.
• Los materiales porosos (lana mineral, hormigón celular) tienen λ baja: actúan como barreras.
• La UNE-EN 1991-1-2:2004 utiliza la conductividad térmica de los materiales para calcular la temperatura de los elementos estructurales expuestos al fuego.

Convección

La convección es la transferencia de calor mediante el movimiento de un fluido (gas o líquido). En un incendio, el fluido es principalmente el aire caliente y los gases de combustión.

Tipos:

• Convección natural: el fluido se mueve por diferencias de densidad debidas a la temperatura (el aire caliente sube, el frío baja).
• Convección forzada: el movimiento del fluido es inducido por un agente externo (viento, sistemas de ventilación).

Relevancia en incendios:

• Es el mecanismo más importante en la propagación del incendio en interiores durante la fase de desarrollo.
• Los gases calientes y el humo ascienden y se acumulan en la parte superior del recinto (capa caliente o hot layer).
• La UNE-EN 1991-1-2:2004 distingue entre modelos de incendio localizado y modelos de incendio generalizado (post-flashover), siendo la convección el motor principal en ambos.
• El CTE DB SI regula la compartimentación precisamente para limitar la propagación convectiva de humos y gases calientes entre sectores de incendio.

Radiación

La radiación es la transferencia de energía en forma de ondas electromagnéticas (infrarrojo principalmente), sin necesidad de medio material.

Características:

• No requiere contacto ni medio de transmisión: actúa incluso en el vacío.
• La energía radiada es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura absoluta (ley de Stefan-Boltzmann).
• Es el mecanismo dominante en incendios exteriores y en la fase de incendio plenamente desarrollado.

Relevancia en incendios:

• Causa la ignición de materiales combustibles alejados del foco (ignición por radiación).
• La UNE-EN 1991-1-2:2004 incluye el flujo de calor por radiación como parámetro en los modelos de curvas de incendio nominales (curva estándar ISO 834, curva de hidrocarburos, curva de incendio exterior).
• El RD 2267/2004 (RSCIEI), en su Anexo II, establece distancias mínimas entre fachadas de establecimientos industriales para limitar la propagación por radiación entre edificios.

Factores que influyen en la propagación del incendio

La propagación de un incendio depende de la interacción de múltiples factores. Conocerlos permite anticipar el comportamiento del fuego y justifica las medidas constructivas y organizativas exigidas por la normativa.

Carga de fuego

• Definida en el RD 2267/2004, Anexo I, como la suma de las energías caloríficas de los materiales combustibles contenidos en un espacio, referida a la unidad de superficie.
• Se expresa en MJ/m² o en Mcal/m² (1 Mcal = 4,18 MJ).
• Es el factor determinante para clasificar el nivel de riesgo intrínseco de un establecimiento industrial (bajo, medio o alto), según la tabla del Anexo I del RSCIEI.
• A mayor carga de fuego, mayor energía disponible y mayor potencial de propagación.

Geometría y configuración del recinto

• El RD 2267/2004 clasifica los establecimientos industriales en cinco tipos (A, B, C, D, E) según su configuración constructiva (Anexo I), lo que determina directamente cómo se propaga el calor.
• La altura del recinto influye en la acumulación de gases calientes por convección.
• La compartimentación en sectores de incendio (exigida por el CTE DB SI y el RSCIEI) limita la propagación horizontal y vertical.

Ventilación

• La disponibilidad de oxígeno y la renovación de aire condicionan la velocidad de combustión.
• Un incendio con ventilación limitada puede generar grandes cantidades de gases sin quemar, con riesgo de backdraft (explosión de humos) al abrirse una abertura.
• La ventilación forzada puede acelerar la propagación convectiva.

Características de los materiales

• Reacción al fuego: clasifica los materiales según su contribución al incendio (A1, A2, B, C, D, E, F según el CTE DB SI, Tabla 4.1 del Anejo D).
• Resistencia al fuego: capacidad de un elemento constructivo para mantener su función durante un tiempo determinado bajo la acción del fuego (R, E, I, según el CTE).
• La conductividad térmica (λ) de los materiales, recogida en la UNE-EN ISO 13786:2008, determina la velocidad de calentamiento de los elementos constructivos.

Temperatura y flashover

• El flashover es la transición súbita a un incendio generalizado en un recinto. Se produce cuando el flujo de calor por radiación desde la capa de gases calientes supera aproximadamente 20 kW/m² sobre el plano del suelo, o cuando la temperatura de la capa superior alcanza en torno a 500-600 °C.
• La UNE-EN 1991-1-2:2004 modela esta fase mediante la curva de incendio estándar (ISO 834), que describe la evolución de la temperatura en función del tiempo.

Datos numéricos y plazos que más se preguntan

• 1 Mcal = 4,18 MJ (conversión de carga de fuego, RSCIEI Anexo I).
• La carga de fuego se expresa en MJ/m² (o Mcal/m²).
• El RSCIEI clasifica el riesgo intrínseco en tres niveles (bajo, medio, alto) y ocho grados (1 a 8), según el Anexo I.
• La curva de incendio estándar de referencia en la UNE-EN 1991-1-2:2004 es la ISO 834.
• La difusividad térmica y la conductividad térmica de los elementos constructivos se determinan conforme a la UNE-EN ISO 13786:2008.
• El flashover se asocia a un flujo radiante de aproximadamente 20 kW/m² o temperaturas de capa caliente de 500-600 °C.

Errores típicos del opositor

• Confundir conducción con convección: la conducción no implica movimiento de materia; la convección sí.
• Creer que la radiación necesita un medio material: es el único mecanismo que actúa en el vacío.
• Confundir reacción al fuego con resistencia al fuego: la reacción mide la contribución del material al incendio; la resistencia mide cuánto aguanta un elemento constructivo.
• Olvidar que la carga de fuego es por unidad de superficie, no el valor total del recinto.
• Atribuir la propagación convectiva al exterior: en exteriores domina la radiación; en interiores, la convección.

Trucos mnemotécnicos

• “Con-Vec-Rad” → Contacto (conducción), Vector fluido (convección), Radiación libre.
• Para recordar que la radiación no necesita medio: “el sol calienta sin tocar nada”.
• Carga de fuego = MJ/m²: recuerda “Megajulios por metro cuadrado” — dos M.
• Riesgo intrínseco RSCIEI: 3 niveles, 8 grados → “tres colores, ocho escalones”.
• Flashover: “5-6-20” → 500-600 °C en capa caliente, 20 kW/m² en el suelo.