MOD. 3 FUNDAMENTOS TÉCNICOS DE LA EXTINCIÓN DE INCENDIOS

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MOD. 3 FUNDAMENTOS TÉCNICOS DE LA EXTINCIÓN DE INCENDIOS - slide pdf.c om

Diploma de Especialización Profesional Universitario en

Gestión e Intervención en Extinción de Incendios Forestales. MÓDULO III: FUNDAMENTOS TÉCNICOS DE LA EXTINCIÓN DE INCENDIOS Juan Miguel Suay Belenguer Ingeniero Industrial. Jefe de Sección de Innovación Tecnológicas del Consorcio Provincial de Bomberos de Alicante Raúl Quílez Moraga Ingeniero Técnico Forestal. Técnico de Coordinación Forestal y Voluntariado del Consorcio Provincial de Bomberos de Valencia Enrique Chisbert Cuenca Ingeniero Industrial. Oficial de Bomberos del Ayuntamiento de Valencia

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© Los autores Composición - compaginación: General Asde, S.A.® Imprime: Alfa Delta Digital S.L. Editorial: Alfa Delta Digital S.L. C/ Albocacer, 25 - 46020 Valencia (España) Printed in Spain Reservados todos los derechos. No puede almacenarse en sistemasea de éste recuperación transmitirsede en forma alguna porreproducirse, medio de cualquier procedimiento, mecánico,o electrónico, fotocopia, grabación o cualquier otro, sin el previo permiso escrito del editor. http://slide pdf.c om/re a de r/full/mod-3-funda me ntos-te c nic os-de -la -extinc ion-de -inc e ndios

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DIPLOMA EN GESTION E INTERVENCION EXTINCION DE INCENDIOS FORESTALES MÓDULO III: FUNDAMENTOS TÉCNICOS DE LA EXTINCIÓN DE INCENDIOS

SUMARIO: C O N C EP TO S G EN ER A LES S O B R E EL F U EG O F O R ES TA L . B A S ES D EL C O MP O R TA MIEN TO D EL F U EG O ( E . C H IS B ER T ) ................................................................................................................................... 6 1.- DEFINICIONES. CONCEPTOS BÁSICOS .............................................................................................................. 6

1.1.-El incendio forestal ................................................................................................................................ 6 1.2.-El fenómeno del fuego............................................................................................................................ 7 2.- FASES DE LA COMBUSTIÓN DE LA MADERA..................................................................................................... 8 3.- FORMAS DE PROPAGACIÓN DEL FUEGO ........................................................................................................... 9 4.- CLASIFICACIÓN DE LOS INCENDIOS FORESTALES .......................................................................................... 11 4.1.-Incendios de subsuelo........................................................................................................................... 11 4.2.-Incendios de superficie......................................................................................................................... 12 4.3.-Incendios de copas ............................................................................................................................... 12 5.- PARTES DE UN INCENDIO .............................................................................................................................. 13 6.- FORMAS DEL PERÍMETRO .............................................................................................................................. 14 7.- FACTORES QUE DETERMINAN EL COMPORTAMIENTO DE LOS INCENDIOS ...................................................... 15 7.1.-Combustibles vegetales ........................................................................................................................ 15 7.1.1.- Cantidad del combustible .............................................................................................................................. 15 7.1.2.- Disponibilidad ............................................................................................................................................... 16 7.1.3.y tamaño............................................................................................................................................. 16 7.1.4.- Forma Compactación................................................................................................................................................ 17 7.1.5.-Continuidad horizontal ................................................................................................................................... 18 7.1.6.-Continuidad vertical ....................................................................................................................................... 18 7.1.7.-Densidad......................................................................................................................................................... 19 7.1.8.-Sustancias químicas........................................................................................................................................ 20 7.1.9.-Contenido en humedad del combustible......................................................................................................... 20

7.2.-Modelos de combustible ....................................................................................................................... 21 7.3.-Condiciones meteorológicas ................................................................................................................ 26 7.3.1.-La temperatura y la humedad relativa del aire................................................................................................ 26 7.3.2.-El viento ......................................................................................................................................................... 27 7.4.-La orografía ......................................................................................................................................... 27 7.4.1.-La pendiente ................................................................................................................................................... 27 7.4.2.-La exposición ................................................................................................................................................. 28 7.4.3.-El relieve ........................................................................................................................................................ 28

7.5.-La escala del 30 ................................................................................................................................... 29 8.- LA PREDICCIÓN DEL COMPORTAMIENTO DEL FUEGO .................................................................................... 29 8.1.-Modelos de fuego de superficie............................................................................................................ 30 8.2.-Modelos de predicción de fuegos de copas .......................................................................................... 31 8.3.-Modelos de predicción de focos secundarios....................................................................................... 32 9.- LOS SIMULADORES DE INCENDIOS FORESTALES ............................................................................................ 33 9.1.-Objetivos .............................................................................................................................................. 33 9.2.-Utilidad ................................................................................................................................................ 34 9.3.-Interpretación....................................................................................................................................... 35 9.4.-Tipos de simuladores............................................................................................................................ 36 10.- BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................ 39 H ID R Á U LIC A A P LIC A D A A LO S S ER V IC IO S D E E X TIN C IÓ N .T EN D ID O S F O R ES TA LES ( J . M S U A Y ) .............................................................................................................................................................. 40 1.- CONCEPTOS BÁSICOS DE HIDRÁULICA .......................................................................................................... 40

1.1.- Características de los fluidos. Densidad. Viscosidad ......................................................................... 40 1.2.-Presión ................................................................................................................................................. 41 1.2.1.- Definición de presión estática absoluta y manométrica................................................................................. 41 1.2.2.- Barómetros y manómetros............................................................................................................................. 42 1.2.3.- Presión dinámica. Altura de velocidad. ......................................................................................................... 43 1.3.- Hidrodinámica .................................................................................................................................... 45 1.4.- Caudal. Ecuación de continuidad ....................................................................................................... 47 1.5.- Ecuación de Bernoulli......................................................................................................................... 48 1.6.- Ecuación general de la energía........................................................................................................... 50 1.7.-Ecuación de descarga .......................................................................................................................... 51 2.- BOMBAS CENTRIFUGAS ................................................................................................................................ 53 2.1.-Elementos y principio de de una bomba centrífuga.................................................... 54 2.2.-Curvas características defuncionamiento una bomba .................................................................................................. 56 2.3.-Altura de aspiración. Cavitación ......................................................................................................... 57

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2.4.-Mecanismos de cebado......................................................................................................................... 59 3.- POTENCIA DE EXTINCIÓN DEL AGUA ............................................................................................................ 61 4.- INSTALACIÓN HIDRAULICA DE EXTINCIÓN.................................................................................................... 62 4.1.- Instalación básica ............................................................................................................................... 62 4.2.- Mangueras, mangotes y elementos auxiliares..................................................................................... 64 4.3.- Lanzas ................................................................................................................................................. 65 4.4.- Pérdidas de carga ............................................................................................................................... 68 4.5.- Métodos aproximados de cálculo de las pérdidas de carga................................................................ 72 4.6.- Punto de funcionamiento de la instalación ......................................................................................... 74 5.-TENDIDOS FORESTALES ................................................................................................................................ 76 5.1.- Tipos de tendido .................................................................................................................................. 76 5.2.- Ejemplos de cálculos de tendidos forestales ....................................................................................... 78 5.2.1.- Fórmulas utilizadas en el cálculo de tendidos ............................................................................................... 78 5.2.2.- Calculo del volumen de agua necesario para llenar un tendido simple.......................................................... 78 5.2.3.- Cálculo de un tendido simple descendente .................................................................................................... 79 5.2.4.- Cálculo de un tendido múltiple...................................................................................................................... 80 5.3.- Instalaciones de espuma...................................................................................................................... 81 APENDICE: CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LOS INCENDIOS FORESTALES ........................................................... 84 O R IEN TA C IÓ N Y C A R TO G R A F ÍA B Á S IC A A P LIC A D A A S ITU A C IO N ES D E EMER G EN C IA ( J. M S U A Y ) ............................................................................................................................................................. 86 1. LA FORMA DE LA TIERRA .............................................................................................................................. 86 2. CARTOGRAFÍA............................................................................................................................................... 88 2.1.- Proyecciones cartográficas................................................................................................................. 88 2.2.- Proyección UTM. ................................................................................................................................ 93 2.3.- Escalas y tipos de escalas ................................................................................................................... 96 2.4.- Representación altimétrica ................................................................................................................. 96 2.4.1.- Curvas de nivel.............................................................................................................................................. 96 2.4.2.- Interpretación de las curvas de nivel ............................................................................................................. 98 2.4.3.- Tintas hipsométricas y sombreados............................................................................................................. 100 2.5.- Simbología en los mapas................................................................................................................... 101 2.6.- La hidrografía ................................................................................................................................... 102 2.7.- Vegetación y cultivos......................................................................................................................... 103 Geografía humana. .......................................................................................................................... 104 3.- 2.8.SISTEMAS DE COORDENADAS ..................................................................................................................... 106 3.1.- Coordenadas geográficas ................................................................................................................. 107 3.2.- Coordenadas UTM............................................................................................................................ 107 3.3.- Coordenadas locales ......................................................................................................................... 110 4.- CARTOGRAFÍA ESPAÑOLA. ......................................................................................................................... 114 4.1.- Cartografía del instituto geográfico nacional................................................................................... 114 4.2.- Cartografía del servicio geográfico del ejército ............................................................................... 117 4.3.- Planos a escala grande ..................................................................................................................... 117 4.4.- Cartografía y referencias catastrales................................................................................................ 118 5.- NAVEGACIÓN ............................................................................................................................................. 122 5.1.- La brújula.......................................................................................................................................... 122 5.2.- Utilización de la brújula ................................................................................................................... 123 5.2.1.5.2.2.- Medida Medida de de rumbos....................................................................................................................................... posiciones sobre un mapa .......................................................................................................... 123 125

6.- SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS) ...................................................................................... 127 6.1.- Funcionamiento del GPS .................................................................................................................. 127 6.2.- Receptores GPS portátiles ................................................................................................................ 128 7.- A NÁLISIS DE LA ZONA DE INTERVENCIÓN .................................................................................................. 131 METEOROLOGÍA. INTERPRETACIÓN DE ÍNDICES Y VARIABLES METEOROLOGÍCAS EN INCENDIOS FORESTALES (R .QUILEZ) ...................................................................................................................................................... 135 1.- METEOROLOGÍA.- ....................................................................................................................................... 135 2.- LA TEMPERATURA ...................................................................................................................................... 135 3.- LA HUMEDAD RELATIVA DEL AIRE ............................................................................................................. 136 4.- EL VIENTO .................................................................................................................................................. 136 4.1.- Vientos Regionales ............................................................................................................................ 137 4.2.Locales ................................................................................................................................. 138 4.3.- Vientos Brisas Marinas.................................................................................................................................. 139 4.4.- Vientos Foëhn.................................................................................................................................... 139


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5.- ESTABILIDAD E INESTABILIDAD ATMOSFÉRICA .......................................................................................... 140 5.1.- Inversión Térmica ............................................................................................................................. 141 5.2.- Tormentas.......................................................................................................................................... 144 6.- ÍNDICES METEOROLÓGICOS ........................................................................................................................ 145 6.1.- Índice de Haines................................................................................................................................ 146 6.2.- Índice meteorológico de peligro canadiense..................................................................................... 147 6.3.- Sistema de peligro estadounidense.................................................................................................... 147 6.4.- Índice de peligro francés................................................................................................................... 148 6.5.- Índice de peligro portugués............................................................................................................... 149 6.6.- Índice de peligro español .................................................................................................................. 149 7.-BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................................................................. 150


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CONCEPTOS GENERALES SOBRE EL FUEGO FORESTAL. BASES DEL COMPORTAMIENTO DEL FUEGO (E. CHISBERT) 1.- DEFINICIONES. CONCEPTOS BÁSICOS 1.1.-E L INCENDIO FORESTAL El fuego además de ser un factor natural, que ha condicionado la existencia y distribución de los bosques en el transcurso de miles de años, puede considerarse como una herramienta que el hombre ha venido utilizando para numerosas labores agrícolas, ganaderas o forestales: quemas de rastrojos y pastos, eliminación de restos de cortas o podas, etc. Cuando se produce un fuego que no es controlado por el hombre tiene lugar lo que se entiende por incendio. En el caso de que este fuego, no controlado, afecte a la vegetación que cubre los terrenos forestales se origina un incendio forestal, que si encuentra unas condiciones apropiadas para su expansión puede recorrer extensas superficies produciendo graves daños a la vegetación, a la fauna y al suelo y causando importantes pérdidas ecológicas, económicas y sociales, dado los múltiples beneficios, tanto directos como indirectos, que los montes prestan a la sociedad. Para evitar estas pérdidas se hace necesario establecer una serie de medidas de prevención y lucha contra los incendios forestales para cuya aplicación es necesario conocer las características del fenómeno del fuego, así como los factores que determinan su comportamiento y en base a estos conocimientos poder predecir como evolucionar en los incendios. Para poder actuar sobre estos incendios y llegar a su control, es necesario conocer y entender la propia naturaleza del incendio forestal y los factores que influyen sobre su comportamiento. Esto nos permitirá afrontar una intervención inmediata (ataques directos) o planificar una actuación más espaciada en el tiempo (ataque indirectos), pero en todo caso el conocimiento del comportamiento del fuego forestal nos permitirá incrementar nuestra seguridad personal en la intervención. Atendiendo a lo dispuesto en los artículos 5 y 6 de la Ley 43/2003, de 21 de noviembre, de Montes, se entiende por incendio forestal el fuego que se extiende sin control sobre combustibles forestales situados en el monte. Se entiende poromonte todosea terreno en el que vegetan especies forestales arbóreas, arbustivas, de matorral herbáceas, espontáneamente o procedan de siembra o plantación, que cumplan o puedan cumplir funciones ambientales, protectoras, productoras, culturales, paisajísticas o recreativas. Tienen también la consideración de monte: a. Los terrenos yermos, roquedos y arenales b. Las construcciones e infraestructuras destinadas al servicio del monte en el que se ubican c. Los terrenos agrícolas abandonados que cumplan las condiciones y plazos que determine ladeComunidad Autónoma, y siempre que hayan adquirido signos inequívocos su estado forestal


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d. Todo terreno que, sin reunir las características descritas anteriormente, se adscriba a la finalidad de ser repoblado o transformado al uso forestal, de conformidad con la normativa aplicable. e. Los enclaves forestales en terrenos agrícolas con la superficie mínima determinada por la Comunidad Autónoma. No tienen la consideración de monte: a. Los terrenos dedicados al cultivo agrícola b. Los terrenos urbanos y aquellos otros que excluya la comunidad autónoma en su normativa forestal y urbanística Las comunidades autónomas, de acuerdo con las características de su territorio, podrán determinar la dimensión de la unidad administrativa mínima que será considerada monte a los efectos de la aplicación de la ley. 1.2.-E L FENÓMENO DEL FUEGO Toda sustancia que puede arder es un combustible y el fenómeno del fuego se origina cuando, en el proceso de la combustión, el oxígeno del aire se mezcla con cualquier materia combustible produciéndose el desprendimiento de gases, la emisión de calor y de luz y, con frecuencia, la aparición de llamas. El fuego se inicia por la aportación de una fuente intensa de calor al combustible, en presencia del oxígeno, hasta que alcanza el punto de ignición y comienza a arder. Una vez en marcha el proceso, el calor generado puede hacer que el fuego se mantenga, por sí mismo, mientras tenga combustible y oxígeno disponibles o hasta que se proceda a su extinción. Por tanto para que un fuego tenga lugar es necesaria la coincidencia en el mismo sitio y al mismo tiempo de los tres elementos que componen el llamado "tetraedro del fuego": • Combustible • Oxígeno (comburente) • Calor (energía de ignición) • Reacción en cadena


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En el caso del incendio forestal el primer elemento será el combustible vegetal, constituido por las plantas vivas tanto herbáceas como leñosas y por los residuos muertos como las leñas, que se encuentran en los montes. Para que este combustible arda con facilidad deberá estar muy seco, por lo que la mayoría de alcanzan los incendios temperaturas valoresforestales muy altos.se producen en los meses de verano cuando las El oxígeno esta siempre en el aire y generalmente en cantidades suficientes para mantener la combustión. El foco de calor puede provenir de causas naturales como el rayo o ser provocado por el hombre de manera accidental, negligente o intencionada. En cuanto a la reacción en cadena, una vez en marcha la reacción inicial, el calor generado puede hacer que el fuego se mantenga por sí mismo mientras tenga combustible y oxígeno disponibles o hasta que se proceda a su extinción.

2.- FASES DE LA COMBUSTIÓN DE LA MADERA Conocer las diferentes fases de la combustión de la madera puede ser muy útil para comprender el desarrollo del incendio forestal, ya que representa, generalmente, el combustible vegetal más abundante. Veamos cuáles son sus fases: En la fase de precalentamiento, el calor desprendido por el incendio eleva la temperatura de los combustibles cercanos hasta algo más de 100º C, con lo que se produce la pérdida de vapor de agua. La temperatura continúa subiendo eliminando toda la humedad del combustible y se inicia la destilación de las resinas.

Con el aumento de temperatura entre 260 y 400º C, se alcanza la temperatura de ignición, los combustibles vegetales desprenden gases inflamables que forman las llamas, es la fase de combustión de los gases. La temperatura continúa subiendo de 600 a 1000º C. Además de los gases se desprende calor y se mantiene por si solo el proceso de la combustión. La madera arde con llama azulada. Se desprende humo formando por gases, partículas sólidas no quemados, CO2 y vapor de agua.


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Por último en la fase de combustión del carbón, la madera arde consumiéndose su contenido en carbono, quedando las cenizas formadas por sustancias minerales que no arden.

3.- FORMAS DE PROPAGACIÓN DEL FUEGO Antes de verdentro el proceso propagaciónque del servirán fuego enpara sí, se definirán una cómo serie de conceptos básicos de la de inflamabilidad entender mejor se desarrolla un incendio forestal. INFLAMABILIDAD = Ignitabilidad + Sostenibilidad + Combustibilidad + Consumibilidad 

Ignitabilidad: es la capacidad del combustible para iniciar el proceso de combustión. La ignición de un material se da cuando la superficie se calienta hasta una cierta temperatura. Se puede definir también ignitabilidad, como el tiempo (medido en segundos) necesario para la ignición, dividido por la intensidad de energía por unidad de superficie suministrada (medida en kW/m2).

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Sostenibilidad: Es la capacidad de un combustible para mantener la reacción del fuego. En el caso del incendio forestal, la sostenibilidad es la propiedad del combustible vegetal para mantener la propagación del incendio de una partícula discreta de combustible a la siguiente. Las partículas pequeñas son, en general, capaces de mantener la combustión por sí mismas y transmiten el fuego a la partícula siguiente si está lo suficientemente próxima. Por el contrario, en partículas mayores, la sostenibilidad se hace más dependiente de la compactación de esos combustibles. Así, las leñas de una hoguera necesitan el refuerzo de radiación de unas a otras. Si se separan las leñas, el fuego se apaga en cada una de ellas al poco tiempo.

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Combustibilidad: es la velocidad a la que los combustibles se queman. Los incendios forestales generalmente se propagan de una partícula discreta a la próxima, siendo por tanto la combustibilidad, proporcional a la velocidad de propagación a lo largo de partículas individuales e inversamente proporcional al tiempo requerido para cada ignición sucesiva.

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Consumibilidad: es la cantidad o porcentaje de combustible que se quema. El combustible puede inflamarse, sostenerse su combustión y pasar el fuego a otros combustibles, pero también puede consumirse más o menos, desde sólo combustión superficial a casi combustión completa.


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Una vez descrita la inflamabilidad del combustible, se van a describir los 3 mecanismos de transmisión del calor. El calor y sus formas de transferencia contribuye al mantenimiento de la combustión, precalienta los combustibles, hace que alcancen su temperatura de ignición y contribuye así también propagación. el causante de los daños que provoca el incendio y el que determinaa lasudificultad de su Es extinción. Las tres formas o mecanismos esenciales por los que se transmite el calor son la conducción, la convección y la radiación, que están presentes de forma combinada en todos los incendios forestales. En el mecanismo de conducción el calor se transmite desde un punto de la materia con más temperatura a otro de menor temperatura a través de sus moléculas, de manera que las más calientes ceden su energía cinética a las frías adyacentes, sin que se modifique su posición. Este es el mecanismo de transmisión más lento. Está relacionado con la conductividad eléctrica, por lo que es fácilmente deducible que la madera es muy mala propagadora mediante conducción, hecho algunos autores mecanismo es prácticamente despreciable en losdeincendios forestales. Otrosconsideran consideranque queeste la conducción solamente es importante en el caso de combustibles finos. Esta forma de transmisión tendrá lugar cuando exista contacto entre las plantas y hace también que se quemen los materiales leñosos (raíces, troncos, ramas…) que componen la vegetación. Las diferencias de temperaturas en los fluidos ocasionan diferencias de densidad y como consecuencia corrientes de convección que tienden a igualar las temperaturas. En los incendios forestales los fluidos predominantes, humos de la combustión y aire caliente, ascienden trasportando gran cantidad de energía calorífica (columna de convección del incendio) queel contribuye del incendio. Hay que recordar nuevamente peligro queespecialmente supone cuandoa la propagación columna de convección arrastra pavesas que pueden contribuir a provocar focos secundarios. Paralelamente a la columna ascendente de gases calientes, se generan corrientes de aire fresco que alimentan el incendio en su base, aportando oxígeno. Este viento absorbente provocado por el propio incendio contribuye a facilitar su mantenimiento. La transmisión del calor por convección tiene especial importancia en la rapidez del avance del incendio ladera arriba y en el paso del fuego del sotobosque a las copas de los árboles. El tercer mecanismo de transmisión del calor, la radiación, o necesita de ningún medio material, el calor se emite por los cuerpos calientes en forma de radiación electromagnética. Se considera, conjuntamente con la convección el sistema que más calor transmite en un incendio forestal y es responsable del precalentamiento de los combustibles mucho antes de que les alcancen las llamas. También se considera por algunos autores que la radiación contribuye más al precalentamiento que la convección.


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4.- CLASIFICACIÓN DE LOS INCENDIOS FORESTALES En función de los estratos de combustible alcanzados sobre los que básicamente avanza el incendio forestal, se puede clasificar en incendios de subsuelo, incendios de superficie e incendios de copas. No siempre un incendio forestal se comporta bajo uno de estos tipos de propagación, de hecho se pueden observar situaciones en que se combina y alternan, sobre todo en el caso de incendios de superficie y de copas. 4.1.-I NCENDIOS DE SUBSUELO Se producen cuando se quema la capa de materia orgánica comprendida entre la superficie y el suelo mineral. Esta materia orgánica seca está formada por hojas muertas, raíces, turbas, etc. Suelen detectarse por el humo ya que suelen quemar sin llama, con una combustión con insuficiencia de óxígeno que implica que su desplazamiento sea el más lento de los tres tipos. Es poco habitual (sobre el 1% de los incendios) y, dependiendo del grosor de la capa de materia orgánica, puede ser de difícil extinción.


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4.2.-I NCENDIOS DE SUPERFICIE Son los incendios que se propagan quemando la capa inmediatamente superior a la superficie sin apenas afectar a las copas de los árboles. Esta capa está formada por el tapiz herbáceo y el matorral, así como las hojas secas y ramillas que se encuentran en el suelo caídos procedentes dede lostalas. árboles. También estar constituida por troncos de árboles o restos Suelen ser los puede más frecuentes. Representan el 85% yderamas los incendios.

4.3.-I NCENDIOS DE COPAS Son aquellos que avanzan consumiendo en mayor o medida las copas de los árboles. El fuego de copas avanza más rápidamente que el de superficie. En función de la participación de las copas en la trasmisión del incendio se pueden establecer tres subclases: Incendios de copas pasivos, en los que debido a un incendio de superficie se producen entorchamientos o incendios intermitentes de copas. Es frecuente en zonas de pinos con matorrales densos. Incendios de copas activos, que se podría considerar como una combinación de incendio de superficie y de copas. Se denomina también como incendios de copas continuos o dependientes. Esta última acepción se explica al tratarse de incendios en que el calor de las llamas proviene de un fuego de superficie que desprende suficiente energía para mantener activo el incendio de copas. Incendios de copas independientes, en los que el incendio avanza con rapidez a través de las copas independientemente de la existencia de un incendio de superficie. incendios de copas suelen estar relacionados situacionestambién de elevado riesgo ya que las Los pavesas que desprenden pueden provocar saltos con de incendios, denominados incendios secundarios o fuegos salpicados, que pueden producirse a centenares o miles de metros del incendio principal. También suelen estar presentes en los incendios con comportamientos explosivos, o sea, de velocidades de frente de llama muy elevadas.


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5.- PARTES DE UN INCENDIO Es básico para los medios de extinción incluyendo los técnicos que se encargan de la planificación de la extinción, conocer las formas en que se desarrolla un incendio y la denominación habitual de las partes que lo componen, a fin de poder entenderse entre sí y poder trasmitir adecuadamente instrucciones, órdenes u observaciones.  Frente o cabeza es la parte hacia donde avanza el incendio, normalmente favorecido por el viento o la pendiente, o siguiendo la resultante de ambos vectores. Es la parte más activa de incendio, con mayor velocidad de propagación . 

Cola es la parte desde donde evoluciona el incendio, la contraria al frente. En los primeros estadios de su desarrollo está muy próximo o coincide con el origen.



Flancos son las partes del perímetro del incendio ubicadas entre la cola y el frente. Se denominan en función su ubicación principal de propagación del incendio, y así eldeque queda a larespecto derecha aldevector esa esta dirección es el derecho, y el contrario es el izquierdo.



Lenguas o dedos son partes del perímetro del incendio que avanzan más rápido que el resto, al contrario, los entrantes son las partes que avanzan más lentamente, debido situaciones desfavorables para la propagación.



Bolsas o islas son las partes de la vegetación no quemada rodeadas por el incendio



Focos secundarios son incendios independientes del principal debido a la emisión de partículas incandescentes. Una de las formas más habituales del origen de los saltos de incendio, que es otra forma de denominarlos, es el debido al arrastre de pavesas de la columna de convención del incendio. Con menos frecuencia se producen debido a las piñas u otros productos incandescentes que por su forma puedan rodar ladera abajo en pendientes pronunciadas. En este caso el incendio secundario se da a poca distancia del principal, pero en el caso de pavesas desplazadas por la columna de convección, pueden darse a mucha distancia.


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6.- FORMAS DEL PERÍMETRO La forma del perímetro de un incendio está condicionada por los factores que influyen en la propagación. En el caso de presencia de un combustible homogéneo con pendientes nulas y viento en calma, el incendio progresará en forma circular y adquirirá una forma elíptica más o menos alargada en función del viento, de la mayor o menor pendiente o por la presencia de combustibles que favorezcan o no su propagación. La combinación de todos estos elementos origina incendios de forma irregular, sobre todo cuando se prolongan en el tiempo. No obstante uno de los factores más influyentes es el viento que es capaz de provocar incendios con perímetros muy estrechos.


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7.- FACTORES QUE DETERMINAN EL COMPORTAMIENTO DE LOS INCENDIOS Existe un conjunto de factores que determinan el comportamiento del fuego, y por tanto, la forma en que va a evolucionar el incendio. Estos factores se agrupan del modo siguiente:  Los combustibles vegetales 

Los factores climatológicos



La topografía del terreno

7.1.-C OMBUSTIBLES VEGETALES En el monte el combustible vegetal lo constituyen tanto las plantas vivas como los restos de las mismas, por lo que en una primera clasificación de los combustibles por su estado los podremos diferenciar entre combustibles vivos (pastos, arbustos y árboles) o combustibles muertos (tocones, ramas caídas, restos de hojas...) y según su ubicación en un estrato u otro del bosque los podremos clasificar en: Combustibles subterráneos: Aquellos que están constituidos por raíces y otros materiales que se encuentren en el suelo mineral. La combustión de estos materiales da lugar a fuegos de subsuelo, muy lentos en su desarrollo, pero difíciles de extinguir. Combustibles superficiales: Compuestos por hojas, acículas, ramas, ramillas, troncos, etc., que se encuentren a menos de medio metro del suelo. Combustibles aéreos: Ramas en el fuste del árbol, follaje, musgo, que se encuentren a más de medio metro del suelo. No obstante existen otras características de los combustibles que son determinantes a la hora de estudiar su influencia sobre el comportamiento del incendio: • Cantidad de combustible • Disponibilidad • Tamaño y forma • Compactación • Continuidad horizontal y vertical • Densidad • Sustancias químicas inflamables • Humedad

7.1.1.- Cantidad del combustible

Se mide por la carga o peso del combustible seco por unidad de superficie (kg/m2 o toneladas/Ha). Depende de factores como la exposición, altitud, latitud, tipo de suelo, clima, etc y puede variar entre los 2-12 Tm./Ha. del pasto y arbustos pequeños, y las 70-250 Tm./Ha. de los desechos del bosque tras un tratamiento selvícola. En una primera aproximación se puede decir que unaarde relación directaPero con la incendio, a mayor cantidadque de combustible, mástiene fuerte el incendio. al intensidad disminuir ladelcarga a la mitad se observa


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aproximadamente la intensidad del fuego baja hasta la cuarta parte. En la siguiente fórmula podemos observar la relación entre la intensidad lineal y la carga del combustible. IL = h·(Wn-Wr)·R IL = Intensidad lineal del frente de fuego (kw/m ó kcal/m·s). Potencia calorífica desprendida por unidad de longitud de frente de fuego. h = Poder calorífico inferior (Kj/kg ó Kcal/kg) (1 Kcal= 4,18Kj) Wn= Carga de combustible neto inicial (kg/m2 ) Wr= Carga de combustible neto residual inmediatamente después del paso del frente de llama (kg/m2 ) R = Velocidad del avance del fuego (m/s )

7.1.2.- Disponibilidad

Cuando se produce un incendio es necesario tener en cuenta que no toda la materia vegetal se consume. Una cosa es el combustible existente, ya esté vivo o muerto (Wn, de la fórmula anterior), y otra la cantidad de combustible susceptible de arder bajo una serie de condiciones determinada. A este último caso se le llama “carga disponible” expresada en la fórmula anterior como Wn-Wr. En un pastizal la carga disponible es prácticamente del 100%, mientras que en un matorral puede variar desde el 5 al 95% y en un bosque del 5 al 25%. Nos queda entonces el llamado “combustible restante”(Wr), que es la cantidad de materia vegetal que previsiblemente no arderá por una serie de razones, que pueden ser su contenido de humedad, gran tamaño, o una distribución espacial que impida a las llamas alcanzarlos. 7.1.3.- Forma y tamaño

Estas características están relacionadas con la superficie que presenta el combustible susceptible de ser afectada por el incendio. A mayor superficie mayor facilidad de propagación, como sucede con los pastos y otros combustibles finos. Para poder estimar la característica de la forma se estudia la relación superficie/volumen, lo que podríamos definir como el área superficial expuesta al aire en relación con el volumen del combustible vegetal estudiado. Se mide en m2/m3, y oscila desde valores muy elevados en los pastos, con una relación de 6.600 m2/m3 a valores de 68 m2/m3 de un brezal o de 0,8 m2/m3 para ramas de unos 1,3 cm de diámetro. Es una característica importante que influye directamente en el comportamiento de incendio. Cuanto mayor es la relación superficie/volumen mayor es el área expuesta al calor de los combustibles que están ardiendo en sus proximidades, por lo que es más fácil la evaporación de la humedad y que alcance rápidamente su temperatura de ignición. A través de esa área superficial se efectúan los mecanismos de captación y evaporación de la humedad ambiental cuando el combustible, vivo o muerto aún no ha sido afectado el incendio. Atendiendo al tamaño podemos clasificar los combustibles en: • Finos o ligeros: Menores de 5 mm. de diámetro. Se componen de hojarasca, pasto, capa en descomposición, acículas de pinos, ramillas, etc.


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• Regulares: De 5 a 25 mm. de diámetro. Constituidos por ramas finas y tallos pequeños. • Medianos: Tallos y ramas de 25 a 75 mm. de diámetro. • Gruesos o pesados: Más de 75 mm. de diámetro. Constituidos por fustes, troncos y ramas gruesas.

7.1.4.- Compactación

relación coeficiente entre el volumen real del combustible y su que volumen aparente, lo que tambiénEsseladenomina de compactación. Se puede decir mide el espaciamiento entre las partículas de un combustible. Así un combustible con poco espaciamiento entre sus partículas tendrá una compactación más alta. La compactación influye sobre la humedad del combustible y la velocidad de propagación. A menor compactación, o sea, más espacio y aire entre las partículas del combustible, más fácilmente se desecará y, en caso de incendio tendrá mayor velocidad de propagación dado que el espacio facilitará el aporte de oxígeno de la combustión.


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7.1.5.-Continuidad horizontal

Es la distribución de los combustibles en el plano horizontal. Es un factor que influye directamente en la velocidad y dirección de la propagación de un incendio, por lo que tienen una gran importancia. La continuidad del combustible hay que determinarla tanto en el estrato de los combustibles superficiales como en los aéreos. No obstante, aunque puedan establecerse numerosos grados de continuidad en función de los niveles de interrupciones del combustible, lo habitual a la hora de valorar los incendios es distinguir entre dos grados: 

Uniforme o continuo, cuando no hay interrupción en la disposición horizontal del combustible y el incendio se propagan de forma continua y sin barreras.



No uniforme, cuando el combustible está disperso y la velocidad de avance del incendio es claramente menor si el resto de condiciones son similares (pendiente, viento,...).

7.1.6.-Continuidad vertical

Es la distribución de los combustibles en el plano vertical. Lo habitual en los incendios es que estos se inicien y se propaguen a través de los combustibles superficiales y solamente alcancen las copas bajo determinados factores. Uno de los principales es la continuidad vertical de los combustibles que permite la propagación del fuego en sentido ascendente favoreciendo los mecanismos de radiación y convección.


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7.1.7.-Densidad

Es la relación entre la masa de un combustible y su volumen real. Este último se puede determinar por cálculos geométricos o por inmersión en agua o mercurio Está relacionada directamente con la capacidad calorífica, que representa la capacidad de calor necesaria para que la madera aumente su temperatura 1 ºC. Cuando mayor es la densidad más elevada es la capacidad calorífica y más difícilmente se alcanza la temperatura de ignición. Valga como ejemplo el hecho de que una madera densa como la carrasca es capaz de absorber más calor antes de arder que otra madera menos densa como las del pino. Los restos de vegetación muerta con densidades menores alas planteas verdes arden con mayor facilidad.


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7.1.8.-Sustancias químicas

Aparte de la celulosa que es la materia básica de que están compuestos los vegetales, existen otras sustancias químicas que pueden incrementar el poder calorífico de los combustibles y su facilidad de ignición. Tal es el caso de los arbustos aromáticos que contienen aceites o las coníferas, ricas en resina.deEstas químicas son más volátiles que esenciales, otros componentes de los combustibles, formasustancias que la temperatura de ignición del combustible que las posee es menor y se alcanza más fácilmente, por lo que también es mayor la velocidad de propagación. Como ya se ha indicado, estas sustancias aumentan el poder calorífico del combustible, así maderas ricas en celulosa, como las de chopos y sauces, tienen un poder calorífico muy bajo, en cambio las coníferas tienen un poder calorífico más elevado al disponer en su composición de resinas cuyo poder calorífico está en el entorno de las 9.000 kcal/g. En definitiva, sustancias químicas como los aceites, ceras y resinas, facilitan la ignición y propagación de un en condiciones en las que si no existieran dichas sustancias los riesgos de incendio ignición yforestal, propagación serían menores.

7.1.9.-Contenido en humedad del combustible

Se expresa como el porcentaje del peso de combustible húmedo sobre el peso del mismo combustible en seco. Puede variar del 0 al 300%. A continuación se muestra una tabla con valores orientativos. Estado de desarrollo de la vegetación

Contenido en agua

Follaje tierno, plantas anuales desarrollándose al principio del ciclo del crecimiento

300%

Follaje madurando, todavía en desarrollo, con turgencia plena

200%

Follaje maduro, nuevo crecimiento completo y comparable al follaje perenne antiguo Comienzo del reposo vegetativo y del cambio de color y algunas hojas que pueden haber caído del tallo Completamente seco

100% 50% <30% = muerto

Considerando que la humedad del combustible influye directamente en la probabilidad de que se inicie un incendio, así como en la velocidad de su propagación, podemos decir que estamos frente al factor más importante de todos. Hay que recordar que en la de combustión de los vegetales la primera fase es la de evaporación de la humedad. A mayor humedad del combustible mayor necesidad de calor para poderlo desecar e inicial las siguientes fases. Teniendo en cuenta que los combustibles vivos tienen un alto porcentaje de humedad, en un incendio actúan como freno en su propagación. Por eso, la proporción entre combustibles vivos y muertos es muy importante en ciertas formaciones. Destacar que determinadas especies varían, según la estación del año, su contenido en humedad de manera notable, ardiendo con facilidad en verano y resultando casi


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incombustibles en invierno. Un ejemplo claro de todo ello son determinadas especies de Cistus (jaras). Los combustibles finos ganan y pierden humedad más rápidamente que los gruesos. Esto explica porqué se puede dar un incendio en pastizales después de una lluvia, o bien porqué durante noche troncos gruesos arden sin problemas mientras que el pasto no arde (el rocío impide quela lo haga). Los factores que varían el contenido de humedad del combustible son diversos, pero entre los más importantes se pueden destacar los siguientes: • Condición de vivo o muerto • Estación del año • Temperatura del aire • Humedad relativa • Días sin lluvia • Insolación • Viento • Proximidad a combustibles ardientes • Tamaño de combustible 7.2.-M ODELOS DE COMBUSTIBLE Todas las consideraciones sobre los factores de los combustibles que se han tratado tienen como objetivo común poder estudiar y prever el comportamiento del fuego con dos fines, la planificación de infraestructuras preventivas o la planificación en la intervención frente a incendios. Con este mismo fin y con el propósito de simplificar y sistematizar el análisis del comportamiento del fuego, numerosos investigadores han agrupado los factores característicos de los combustibles (tamaño, forma, continuidad, compactación, etc.) realizando una clasificación para definir los denominados modelos de combustibles. Las primeras clasificaciones aparecen como consecuencia de los planes de defensa forestal en el este de los Estados Unidos a principios del siglo XX, el plan redactado para los bosques californianos por Dubois en 1914, distingue tres tipos de cobertura: pastizal, matorral y bosque. En 1936 Hornby utiliza el concepto de tipo de combustible para lo que efectúa una clasificación de los combustibles basada en su capacidad de propagación y dificultad de control, estableciendo valores bajo, medio, alto y extremo. No es hasta los años setenta en que se empieza a hablar de los modelos de combustible tal y como los conocemos con la acepción actual. Es en esa época 1972 cuando Rothermel y otros colaboradores realizan una clasificación de combustibles de 13 modelos agrupados en tres modelos de pastizal, cuatro de matorrales, tres de hojarasca bajo arbolado y tres de restos de combustible. Aunque se han realizado clasificaciones posteriores por otros investigadores (Albini, 1976; Deeming y otros, 1977; Andrews, 1986; Forestry Canada Fire Danger Group 1992) y a pesar que la clasificación de Rothermel se efectuó modelizando los combustibles de Estados Unidos para que diesen resultados adecuados a sus necesidades, es la más utilizada internacionalmente efectuando modificaciones a cada país. Ha sido utilizada en el desarrollo de simuladores y, también, en elpara casoadecuarla de España el Instituto Nacional para la


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Conservación de la Naturaleza (ICONA) la utilizó como base en 1987, para iniciar el desarrollo de una clave fotográfica para 14 zonas del territorio Español que se podían considerar como homogéneas desde el punto de vista forestal.

En la tabla que aparece a continuación, se ofrece una breve descripción de los 13 modelos de combustible. CARACTERÍSTICAS DEL

S O T S A P E D S O L E D O M

E S D E L S A O R L R E O D T O A M M

PROPAGACIÓN

COMPORTAMIENTO DEL

1

COMBUSTIBLE FUEGO El pasto tiene estructura fina, Gobernada por combustibles Se propagará rápidamente por con altura inferior a la rodilla, herbáceos finos, secos o casi el pasto seco con poco matorral secos

2

Pastizal con presencia de A través de los combustibles matorral o arbolado claro, herbáceos finos cubriendo entre 1/3 y 2/3 de la superficie

3

4

5

Fuego superficial, la hojarasca y ramillas contribuyen a aumentar la intensidad del fuego

El pasto grueso. Es espeso y El pasto produce elevadas Los de mayor intensidad dentro alto (1 m) velocidades de propagación del grupo de pastizales. El viento puede hacer que el fuego salte, incluso en zonas encharcadas Matorral o arbolado joven, Se propaga por las copas del Son fuegos rápidos y con muy denso de unos 2 metros material que forman un estrato grandes llamas. La humedad del de altura. Con continuidad continuo combustible vivo tiene gran horizontal y vertical importancia en el comportamiento del fuego Matorral denso pero bajo. El incendio se mueve por los No son fuegos muy intensos, Matorral joven con poco combustibles superficiales debido a que las cargas son material muerto menor de 0,6 ligeras y la mayoría del m. combustible está vivo


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6

Matorral más viejo. Alturas Se propaga a través del Con vientos flojos el fuego entre 0,6 y 1,2 metros matorral que es más descenderá al suelo. Con inflamable que en el modelo 5 vientos más fuertes se propaga por la capa de matorral. La velocidad de propagación y la intensidad es de moderada a alta

Matorral inflamable y/o palmáceas de 0,6 a 1,2 m. de 7 altura, generalmente bajo cubierta de arbolado O D A L O B R A O J A B A C S A R A J O H E D S O L E D O M

S O T S E R E D S O L E D O M

Se propaga a través de la superficie del suelo y del estrato de matorral con igual facilidad

Puede desarrollarse con contenidos más altos de humedad, debido al alto grado de inflamabilidad de los combustibles vivos

Hojarasca en bosque denso. La La capa superficial de Fuegos superficiales con alturas capa superficial está formada hojarasca compactada es el pequeñas de llama. Las acumulaciones originan 8 fundamentalmente por hojas y agente propagador algunas ramillas existiendo llamaradas poco matorral

9

Hojarasca en bosque denso. Se El incendio se propaga más diferencia del modelo 8 en que rápidamente que en el modelo forma una capa más esponjada 8, por la hojarasca superficial y con aire interpuesto

Capa con grandes cantidades Los combustibles arden con de combustible muerto, que mayor intensidad que los otros incluye un porcentaje de ramas modelos de bosque 10 con 7,5 cm o mayor de diámetro. La altura total es menor que el nivel de la rodilla Restos ligeros (diámetro < 7,5 cm) de tratamientos silvícolas 11 o aprovechamientos, que forman una capa de poca altura (30 cm) Desechos que cubren todo el terreno. Su altura media es de 0,6 m, no excesivamente Los 12 compactados. combustibles vivos no suelen afectar al comportamiento del fuego Los desechos forman una capa continua (más pesada que en el modelo 12), no muy 13 compactada y con una altura media de 1 m. Los combustibles vivos no afectan al comportamiento del fuego

Los desechos propagan el fuego, pero deben existir hojarasca y materiales finos que ayuden a conducir el fuego

Velocidades mayores de propagación que anteriormente, debido a la emisión de pavesas. Las concentraciones de material provocan inflamación de algunas copas de árboles El incendio de copas es más frecuente en este modelo que en los anteriores. Con serias dificultades para controlarlo

El incendio será muy activo. El espaciamiento del combustible, las sombras de las copas o la edad de los combustibles limitan la intensidad del fuego

Los restos conducen el fuego En un principio se propaga de rápidamente, siendo capaces forma continua hasta encontrar de generar pavesas una barrera cortafuego

Los combustibles finos aceleran la propagación y disminuye cuando los combustibles gruesos comienzan a arder

En un incendio de gran intensidad, las llamas duran mucho tiempo y se generan pavesas de distinto tamaño.


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7.3.-C ONDICIONES METEOROLÓGICAS Previamente a tratar la influencia en el comportamiento del fuego forestal de las condiciones hayindependiente que indicar que y los otrosalfactores, combustible y la orografía no climatológicas, actúan de forma en éstas los incendios, contrario,el actúan de forma conjunta e interdependiente. Por ejemplo la humedad de los combustibles depende de su exposición (solana o umbría) y de la temperatura y humedad relativa. Las condiciones climatológicas influyen tanto previamente al incendio como durante su evolución. De hecho, es tan importante su influencia previa el incendio que, los índices de peligro de los incendios se basan en la previsión y determinación de las condiciones meteorológicas previas y su influencia en el contenido de humedad de los combustibles, aparte de las condiciones meteorológicas previstas para el día para el que se determina el índice. De delosun factores los de más influencia en el comportamiento evolución incendio climatológicos, forestal son la humedad, el viento y la temperatura. A continuacióny se dan unas indicaciones sobre la influencia de estos factores.

7.3.1.-La temperatura y la humedad relativa del aire

Tanto un factor como otro influyen sobre la humedad de los combustibles secos. Asimismo existe una relación entre la humedad relativa y la temperatura ambiente. Una regla de carácter práctico es que cuando la temperatura aumenta 10ºC, la humedad relativa del aire pasa a ser la mitad de la que tenía, y viceversa, si la temperatura disminuye 10ºC, la humedad del aire se duplica. Con el aumento de la temperatura se facilita la desecación de los combustibles, con lo que disminuyen su humedad. Asimismo aumenta su temperatura por lo que es más fácil alcanzar la temperatura de ignición. También se produce otro efecto que favorece la probabilidad de ignición y la propagación del incendio y consiste en la generación de columnas de convección que se provocan por el calentamiento diurno del suelo, sobre lo que se tratará más ampliamente cuando se estudien los efectos del viento. En cuanto a la humedad relativa del aire, actúa directamente sobre el contenido de humedad del combustible. Se establece un equilibrio entre la humedad relativa del aire y la de los combustibles, aumentando o disminuyendo la del combustible conforme aumenta o disminuye la Unas del aire. Su prácticas disminución la probabilidad de ignición del incendio. reglas sobrefavorece la propagación del incendio son: y la propagación 

Cuando la humedad relativa es menor del 30%, hay que prepararse para la aparición de focos secundarios.

Cuando la humedad relativa es menor al 10% existe el peligro de focos secundarios con cualquier tipo de combustible. En la época estival a primeras horas de la tarde, en que las temperaturas son más elevadas y la humedad relativa es menor, aumenta el riesgo de inicio y propagación de los incendios y suele coincidir esta franja horaria con la de mayor número de inicio de incendios 


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7.3.2.-El viento

De los tres elementos atmosféricos estudiados es el de más influencia sobre el comportamiento del incendio, va a determinar en gran medida la dirección y velocidad máxima de propagación. El cambio de su intensidad y dirección determinará en muchos casos los cambios bruscos del sentido del avance del incendio. Los efectos de cómo influye sobre el incendio son: 

Favorece el desecamiento de los combustibles, por lo que aumenta su inflamabilidad.



Incrementa el aporte de oxígeno a la combustión por lo que contribuye a aumentar la intensidad del fuego



Favorece el trasporte del calor de convección.



Aumenta los efectos de la radiación de las llamas al inclinarlas sobre los



combustibles contiguos. Facilita los saltos de incendios al trasportar pavesas.

Colabora en gran medida a los cambios. En el capítulo de meteorología del presente módulo se hace una descripción más pormenorizada de los tipos de vientos y su influencia sobre los incendios. 

7.4.-L A OROGRAFÍA Es un factor constante que interviene de una forma decisiva en la propagación del incendio. Su carácter constante nos permite predecir el comportamiento del incendio, pero a su vez hay que tener en cuenta que los terrenos forestales suelen tener una orografía compleja con pendientes pronunciadas y variables, con picos, valles, cumbres, vaguadas, etc…, que hacen que el problema para determinar el comportamiento del incendio sea igualmente complejo. Entre los elementos de la topografía a considerar, los que más influencia tienen sobre el comportamiento de los incendios son la pendiente, la exposición y el relieve.

7.4.1.-La pendiente

Es el más importante de los tres elementos y se ha llegado a comparar su efecto con el del viento debido a puede notablemente la velocidad de propagación, aunque sigue siendo el viento el factor máselevar importante. Cuando se incrementa la pendiente aumenta la velocidad de propagación, debido a que: 

Los combustibles pendiente arriba están más próximos.



Como consecuencia de lo anterior los efectos de la radiación y convección son mayores y el precalentamiento del combustible es más rápido.



Si el viento general es en el sentido ascendente de la pendiente, ésta facilita que aumente su velocidad.



Se desarrolla rápidamente la columna de convección.


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Considerando un viento general nulo, los efectos aproximados del incremento de la velocidad con el incremento de la pendiente, se indican en la siguiente tabla.

7.4.2.-La exposición

Este término se refiere a la orientación de una ladera respecto a la exposición solar. En el hemisferio norte las laderas orientadas al sur o solanas, reciben una mayor radiación solar, lo que implica una humedad y vegetación menor, lo que favorece la propagación. El efecto contrario lo podemos observar en las umbrías. Cabe recordar que en las solanas, por su mayor exposición, es más fácil que se generen vientos locales de ladera, que también participan en la propagación.

7.4.3.-El relieve

La configuración del terreno o relieve de los terrenos forestales, implica la presencia de cañadas, ríos, barrancos, valles, crestas, collados, etc, que tienen gran influencia sobre el Pág. 28 http://slide pdf.c om/re a de r/full/mod-3-funda me ntos-te c nic os-de -la -extinc ion-de -inc e ndios

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flujo de los vientos dominantes y en la generación de los vientos locales. A su vez éstos determinan la dirección y velocidad de avance del incendio. Valgan como ejemplo de situaciones especiales las siguientes: Cuando el viento sigue el sentido de un cañón o un barranco estrecho, en las curvas velocidades pueden esperarse remolinos. Además esteOtro viento conquelasse elevadas pendientes, de propagación muy elevadas. efecto puede observar es queprovoca estas formas estrechas permiten el precalentamiento de la ladera opuesta por radiación, lo que puede generar saltos y focos secundarios y que la ladera opuesta arda en muy poco tiempo. También puede darse el denominado efecto chimenea cuando el viento general en un valle encuentra un estrechamiento (barranco o cañón), el viento aumenta su velocidad y se canaliza la columna de convección del incendio igual que en una chimenea, precalentando las partes elevadas propagándose muy rápidamente. También se pueden generar por la propia columna convectiva del incendio sin necesidad de ser empujado por un viento general, ya que para estas situaciones de comportamiento explosivo del incendio es más determinante la configuración del terreno. El relieve también permite bajo ciertas condiciones climatológicas que se generen cinturones térmicos que, en caso de ruptura permiten que un incendio que estaba evolucionando muy lentamente comprimido por el cinturón derive en situaciones de propagación explosivas. Este fenómeno se describirá con más detalle posteriormente. 7.5.-L A ESCALA DEL 30 Como parámetro de referencia y regla nemotécnica, se suele considerar la “escala del 30” como referencia para establecer una situación en la que los incendios forestales pueden tener comportamientos de elevada gravedad.deDicha escala situaciónsiguientes: de riesgo potencial de incendio grave la concurrencia al menos dosestablece de la trescomo condiciones 

Más de 30 ºC de temperatura ambiente.



Menos del 30% de humedad relativa.

Más de 30 Km./h de velocidad del viento. La situación pasa a ser de riesgo potencial de incendio extremo, cuando concurren los tres factores anteriores, y puede agravarse a su nivel máximo si las pendientes sobre las que se desarrolla el incendio, superan el 30 %. En dichas circunstancias, el combate de los incendios forestales presenta grandes dificultades y exige un esfuerzo máximo del operativo de extinción. 

8.- LA PREDICCIÓN DEL COMPORTAMIENTO DEL FUEGO Teniendo en cuenta la influencia de estos factores que se han analizado, se puede predecir de modo estimado, cual va a ser el comportamiento del fuego, lo que permitirá a los responsables de las tareas de extinción tomar una serie de decisiones como pueden ser: 

Métodos de ataque al fuego a emplear.



Estimación de recursos humanos y materiales necesarios.



Despliegue de los recursos.


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Medidas de seguridad para el personal que interviene en la extinción. Las variables más importantes a considerar para esta predicción son las siguientes: 

Velocidad de propagación, definida por la distancia que recorre el fuego en un tiempo determinado, que será distinta para el frente, los flancos o la cola del incendio y que condicionar su crecimiento en superficie.  Altura de las llamas, dependiente del tipo de combustible que arde y determinante de que el personal pueda acercarse o no al fuego. 

Intensidad de calor, que es la energía desprendida por el incendio y que igualmente influye en la posibilidad de acercarse al mismo. Así por ejemplo, si lo que arde es una zona de pastos, al ser un combustible ligero, se puede estimar que la velocidad de propagación será alta, y en cambio la altura de las llamas será pequeña, por tanto el personal podrá actuar directamente en el borde del incendio, sin grave riesgo de accidente. Por el contrario, cuando se produce un incendio en un área con gran acumulación de combustibles muertos, como los despojos de una corta, el fuego avanzará lentamente pero se producirán llamas altas y desprendimiento intenso de calor. No será posible atacar directamente al fuego con el personal de tierra y habrá que considerar la intervención de otros medios como pueden ser los aéreos para la descarga de agua. Para facilitar la gestión de dirección de incendios e incluso en las labores de diseño de infraestructuras preventivas, desde la década de los setenta, coincidiendo lógicamente con el establecimiento de los modelos de combustibles, se iniciaron y desarrollaron modelos de predicción del comportamiento de los incendios. En los apartados siguientes se dan unas referencias de los modelos existentes más conocidos, que se han desarrollado para predecir el comportamiento en tres fases de los incendios: la predicción de los fuegos de superficie; la predicción de fuegos de copas y la predicción de focos secundarios. 

8.1.-M ODELOS DE FUEGO DE SUPERFICIE Teniendo en cuenta que los incendios se inician y desarrollan en sus primeros estadios como fuegos de superficie, es ese tipo de modelos los que han sido más estudiados y desarrollados. MODELOS SEMIEMPÍRICOS: Se apoyan en principios físicos de los principales parámetros que rigen la combustión, pero también integran información experimental para resolverfísicos problemas parciales dentro del modelo. - Modelo de Velocidad de Propagación, BEHAVE (Rothermel, 1972; Burgan y Rothermel 1984 y Andrews, 1996). MODELOS EMPÍRICOS: Son modelos que se basan en la información recogida en fuegos reales y, en consecuencia, se ajustan más a la realidad pero dentro del rango de las variables que fueron medidas en la experimentación, por lo que su extrapolación a otros casos es difícil.


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- BOSQUES: • Mc Arthur, 1996 y Noble y otros, 1980. Modelo desarrollado para la predicción de la velocidad de avance del frente con expresiones experimentales de fuegos controlados efectuados en el Este de Australia. • FORESTRY CANADA FIRE DANGER GROUP, 1992 y Hirsch, 1996. Iniciado en 1980 y desarrollado hasta inicios de los noventa por los centros de investigación del Servicio Forestal Canadiense. Está basado en la identificación de 17 modelos, representativo cada uno de ellos de un tipo de bosque o formación (frondosas, coníferas, mixto, restos y pastizal). De cada uno de estos modelos han medido multitud de comportamientos en función de la humedad de combustible muerto, viento y topografía, • Fuegos en sotobosque de P. Pinaster. Fernandes, 2002. - PASTOS: • Cheney y otros, 1993, 1998. Desarrollado para praderas de gramíneas australianas - MATORRALES: • Marsden-Smedley y Catchpole, 1995. Modelo desarrollado para una formación específica de matorrales de Tasmania • Catchpole y otros, 1998 • Fernandes, 1998 , 2000 • Vega y otros, 1998, 2001. Desarrollado para diversas formaciones de matorrales del noroeste español. • Modelo internacional para matorrales. Trabajo de investigación conjunto para la determinación de un modelo aplicable a matorrales en terrenos llanos. Base de datos de 109 fuegos en 8 tipos de comunidades vegetales en España, Portugal, Nueva Zelanda y Australia. 8.2.-M ODELOS

DE PREDICCIÓN DE FUEGOS DE COPAS

fuegos de copas es un fenómeno del fuegoa espectacular, asociadoLosgeneralmente a un desarrollo fuerte dedellacomportamiento columna de convección, los saltos y focos secundarios, y a los torbellinos de fuego. Son típicos de los bosques de coníferas y eucaliptos. Existe un gran interés en la determinación de la transición de un fuego de superficie a un fuego de copas, ya que supone riesgos y dificultades añadidas para el personal que participa en la extinción. La velocidad de propagación sufre un incremento elevado (suele duplicar a la de superficie) y el ataque directo suele ser imposible. Por dicho motivo los modelos de predicción de fuegos de copas estudian aparte de la propagación, el propio hecho de la probabilidad de iniciación del fuego de copas. Los modelos sobre este tipo de fuegos se desarrollaron, en muchos casos, conjuntamente con los de matorrales.


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MODELOS DE INICICIACIÓN: • Van Wagner, 1977 • Xanthopoulos y Wakimoto, 1993 • Alexander, 1998. MODELOS DE PROPAGACIÓN: • Mc Arthur, 1967 • Van Wagner, 1989 • Rothermel, 1991 • Butler, Finney, Andrews y Albini, 2004. MODELOS DE INICIO Y PROPAGACIÓN: • Forestry Canada Fire Danger Group, 1992 • Finney, 1993 • Cruz, Alexander y Wakimoto, 2002,2004 8.3.-M ODELOS DE PREDICCIÓN DE FOCOS SECUNDARIOS Los fuegos salpicados o focos secundarios en un incendio es un fenómeno especialmente influyente el desarrolloañadidas del incendio y, al igual que en elencaso de incendios de copas, implica riesgos en y dificultades al personal que participa la extinción. En dicho sentido es evidente el interés en predecir la probabilidad de aparición de este fenómeno y la distancia probable que puede recorrer una pavesa capaz de generar focos secundarios. A pesar de ello son pocos los modelos que han abordado este fenómeno. Albinni, en 1979, 1981 y 1983, desarrolló unos modelos matemáticos, el primero de los cuales estudió la predicción de la distancia máxima de trasporte originada por un árbol o grupo de árboles entorchados (incendio de copas). Posteriormente este modelo lo extendió a fuegos de superficie conducidos por el viento. Estos modelos han sido utilizados con nomogramas, en calculadoras programables y más recientemente integrados en el sistema informático de predicción BEHAVE que se estudiará con más detalle en el apartado siguiente. Otros modelos han surgido del programa de investigación SALTUS (1998-2001), financiado en parte por el IV Programa marco de Investigación y Desarrollo “Medio Ambiente y Clima” de la Unión Europea. En este proyecto participaron 10 equipos de cinco países de la Europa mediterránea: España, Francia, Grecia, Italia y Portugal. Los modelos empíricos que se elaboraron fueron: a) Modelo general (Alexandrian, 2002), elaborado con el estudio de los datos de los 250 incendios investigados, aborda la probabilidad y distancia máxima alcanzada por las pavesas, considerando el tipo de vegetación de la zona de emisión y de la de recepción, velocidad máxima del viento, cobertura del arbolado, carga de combustible, posición topográfica y hora del día.


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b) Modelos elaborados a partir de los datos obtenidos en los incendios estudiados en España (Guijarro y otros, 2005). Los principales factores implicados en la zona de emisión de pavesas son las condiciones meteorológicas, las características del arbolado y la altura tanto del matorral como de las herbáceas. En cuanto a la zona de recepción los factores más significativos son la pendiente y la presencia de estrato herbáceo.

9.- LOS SIMULADORES DE INCENDIOS FORESTALES Los simuladores de incendios han entrado en la vida de las emergencias y de los gestores forestales y de territorio. Con todo en los últimos años ha habido la creencia que el simulador sería capaz de darnos una estimación buena de cualquier incendio y a partir de allí cada profesional podría hacer sus cálculos o trabajos, al estilo de simuladores de construcción o financieros y otras aplicaciones que hace tiempo se aplican en el mercado. Con todo la simulación del incendio está todavía en sus inicios y es un proceso de aproximación iterativa importante. De hecho para la correcta simulación se necesitan equipos multicriterio para interpretar los resultados y diferentes programas informáticos para ajustar las simulaciones e interpretarlas. Aparece como una necesidad la comprensión previa del fenómeno incendio y en concreto del incendio o escenario que se desea simular. Es por ello que el proceso de análisis del incendio es básico y previo para garantizar un buen resultado e interpretación del trabajo técnico de simulación. Se puede encontrar toda la información referente a manuales de formación y descarga de ficheros para instalar los simuladores en www.fire.org simulación la entendemos como Esta el proceso proyectar el análisis incendio sobre elLaespacio y en un momento futuro. ha sidodemuy poco utilizada ende el un mundo real hasta ahora por las dificultades técnicas que tiene. Pero en estos momentos existen ya varios cuerpos de extinción de incendios que utilizan la simulación como una de sus herramientas de asesoramiento a la toma de decisiones. Entre estos podemos citar a nivel de ejemplo al USFS y CDF en USA, Bomberos de Cataluña, el plan INFOCA de Andalucía etc… 9.1.-O BJETIVOS La simulación de incendios forestales presenta dos grandes campos de aplicación como son la fueron extinción del incendio y la gestión forestal para la prevención. Inicialmente los simuladores diseñados como parte de los procesos de toma de decisiones en la gestión forestal, aunque rápidamente fueron traspasados al mundo de la extinción. Los objetivos generales para cualquiera de las utilidades son siempre los mismos, ejecutar una simulación de un escenario para entender cómo se comportaría un incendio en base a unas variables definidas. En este punto es donde aparece una de las grandes diferencias de objetivos de simulación y en donde entender y diferenciar las variables de análisis tomó importancia: 

Objetivo 1: Saber el comportamiento del fuego. Es decir, prever las variables de longitud de llama, velocidad de propagación, intensidad…. etc… En este caso la simulación nos sirve para valoraciones de efectos ecológicos o de capacidad de extinción


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Objetivo 2: Conocer y plasmar sobre mapa la propagación del fuego para identificar puntos críticos u oportunidades. En este caso la simulación es más compleja, necesita no solo de variables sensibles para simular, sino de una idea del patrón de propagación. En este caso la simulación nos sirve para saber la propagación, la superficie de afectación del incendio y el comportamiento que puede tener en estas zonas. Los objetivos de formato: Entendemos como estos la forma final en que tiene que presentarse nuestra simulación. Existen 2 grandes formatos, los numéricos y los mapificados. Los primeros nos presentan resultados de variables en una tabla, los segundos nos muestran el objetivo expresado en un mapa. Las simulaciones de comportamiento pueden ser numéricas o mapificadas, las de propagación son siempre, por necesidad evidente, sobre soporte cartográfico. 

9.2.-U TILIDAD Las utilidades dependen como podemos ver del objetivo de la simulación iniciada. Si bien esto nos parece obvio, no lo es tanto cuando tendemos a confundir procesos de simulación de comportamiento y de prevención con procesos de simulación de propagación y para extinción. Otro aspecto a considerar cuando hablamos de utilidad seria la interpretación de la simulación. Como principio básico vamos a asumir que la validez de una simulación es escasa sin la presencia de la interpretación de un experto. El modelo numérico solo nos da respuesta a unos datos entrados. Estos datos son los que son y es el analista que los introduce el que conoce su marco y rango de aplicación. Es por eso importante entender este principio. La utilidad de la simulación depende de nuestra capacidad de interpretación de la misma. Sin esta, el resultado no deja de ser un ejercicio informático que se podría asemejar a un fuego. Aclarado este concepto la utilidad actual que se les está dando a las simulaciones se puede resumir en el cuadro siguiente:

Clasificación general de los objetivos de simulaciones según tipo y aplicaciones


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9.3.-I NTERPRETACIÓN La interpretación es la parte esencial de la simulación. Ella incluye el proceso de saber leer los resultados del análisis y simulación y la necesidad de ajustarlos a la realidad. Sin ella todo el proceso de simular no nos sirve. Esto nos deja con una constatación importante: el simulador tiene que ser una persona experta o un grupo de personas con experiencia real la materia del incendio forestal y los efectos de este sobre el ecosistema. Sin este conocimiento experto la interpretación de la simulación no es posible y esta pasa a ser el resultado de un juego informático. Las diferentes topologías de interpretación de simulaciones se clasifican entendiendo que todo ejercicio de cálculo estimativo como el que nos ocupa precisa de: a.- Un objetivo claro. Una simulación sirve para un determinado objetivo y no más. Los datos seleccionados limitan esta capacidad de utilizarla para otras interpretaciones. b.- Un interpretador o interpretadores que dominan y entienden la complejidad y diversidad del comportamiento del fuego y su interacción con el objetivo de simulación.


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9.4.-T IPOS DE SIMULADORES Los tipos de simuladores son múltiples y diversos. Muchos de ellos se diferencian simplemente por ser herramientas similares desarrolladas por diferentes equipos. Con todo los modelos ‘libres’, es decir gratuitos y desarrollados sobre los modelos de propagación y combustibles de Rothermel (Rothermel, Richard, C. 1972) (Anderson, 1982) son los más utilizados y universales. La diferenciación que vamos a hacer de ellos es en base a su utilidad y lo haremos según hemos definido enpor simuladores numéricos o mapificados el otro. de propagación o de comportamiento por un lado y Una buena referencia de las topologías de simuladores que encontramos por el mundo las podemos encontrar en el documento An Inventory of Models, Tools, and ComputerApplications for Wildland Fire Management Donald G. MacGregor, Ph.D. MacGregor-Bates, Inc. Eugene, OR December, 2004. SIMULADORES NUMÉRICOS O MONOESCENARIO DE COMPORTAMIENTO Es el simulador básico. Es un modelo numérico que nos define el comportamiento del fuego sobre un rodal de uniforme e imaginario. Es unactual solo punto del territorio. Si bien sonpaso los simuladores iniciales los años 80 y su utilidad en extinción es pobre, son un obligado para dominar el complejo mundo de las variables y su interacción. Son pues referencia básica para poder entender a posteriori simulaciones más complejas. El modelo de referencia aquí es el BEHAVE (Andrews, 1986). Estos simuladores tienen diferentes módulos para incendios, quemas prescritas o aplicaciones de prevención. SIMULADORES NUMERICOS MULTIESCENARIO DE COMPORTAMIENTO una evolución modelolas anterior pero donde se simulan diversos escenarios la vez. SuSon utilidad es alta paradelobservar variaciones del comportamiento del fuego cuandoa se modifica el valor de una o varias variables. Se utilizan para observar como quema un rodal Pág. 36 http://slide pdf.c om/re a de r/full/mod-3-funda me ntos-te c nic os-de -la -extinc ion-de -inc e ndios

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bajo diferentes situaciones meteorológicas o de sequía y definir así los períodos de riesgo. Se utilizan también para comparar los efectos sobre el posible incendio de diferentes estructuras forestales. Es pues un sistema de simulación muy utilizada para planificación, gestión y prevención. El modelo de referencia aquí es el NEXUS. (Scott, 1999). SIMULADORES MAPIFICADOS (GIS) DE PROPAGACIÓN DE INCENDIO Incorporamos ya perímetros masificados en cartografía. Son los modelos anteriores sobre tecnología GIS. Estos simuladores nos permiten simular un incendio singular después de definir las condiciones de meteorología y combustible sobre una topografía. Permiten desmenuzar al completo un incendio y podemos simular propagación o mapificar el comportamiento en cada píxel. Son una clara evolución y muy útiles cara la extinción. El modelo de referencia aquí es el FARSITE (Finney, 1998) Este es el modelo más utilizado y aplicado hasta el momento para extinción o para valoración de resultados de gestión. Permite simular rasters de propagación y de comportamiento, por lo que tiene altísima versatilidad. SIMULADORES MAPIFICADOS (GIS) DE MULTIESCENARIO DE PROPAGACIÓN Estos simuladores nos devuelven a la simulación tipo BEHAVE pero masificada. Ya no simulamos la propagación de un incendio como en FARSITE, lo que hacemos es simular el comportamiento del incendio en la totalidad del mapa y mostrarlo sobre él. Es decir, no simulamos propagación, solo comportamiento, pero no en un punto, punto a punto sobre todo el mapa. Esto nos permite visualizar como en NEXUS el cambio de comportamiento del fuego cuando alteramos unalovariable, pero a diferencia de este que loSon hacíamuy entre un límitepara de situaciones definidas ahora hacemos sobre la totalidad del mapa. utilizados diseñar gestión en el territorio y para identificar necesidades o prioridades de actuación. El modelo de referencia aquí es el FLAMMAP I y II (Finney, 2001) SIMULADORES MAPIFICADOS (GIS) DE PROBABILIDAD DE PROPAGACIÓN Son la última generación de simuladores. Lo que nos dan ya no es comportamiento o propagación. Nos permiten calcular sobre cartografía la probabilidad de un tipo de iterativas propagación tipo de decir enprobabilidades base a centenares de simulaciones en oununrango de comportamiento. condiciones nos Escalculan de resultados según preguntemos. Son simuladores que tienden a eliminar la necesidad de analistas muy expertos y aproximan ya la toma de decisiones al usuario generalista o no extremadamente formado en la materia. El modelo representativo aquí es el FLAMMAP III (Finney, 2005)


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Clasificación de utilidad ( de 1 como poco a 3 como mucho) según ámbito de aplicación de los diferentes simuladores en el mundo profesional.

La información práctica de estos simuladores, con los ficheros de instalación, manuales de usuarios, artículos, ejemplos etc…, la podremos encontrar en la dirección: www.fire.org


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10.- BIBLIOGRAFÍA 

Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación, ICONA. “Manual de operaciones contra incendios forestales”.



Ministerio de Medio Ambiente. Dirección General para la Biodiversidad. “Curso superior de comportamiento del fuego forestal” Ricardo Vélez (Coordinador). Varios autores. “La defensa contra incendios forestales: fundamentos y experiencias”. Mc GrawHill año 2000.  Consellería d’Agricultura i Pesca 1988. Los incendios forestales en la Comunidad Valenciana. Generalitat de Valencia  Castellnou, M, 2001. L’incendi de Font-Rubi. Exemples d’aplicació de la simulació d’incendis en la extinció dels focs forestals. DGESC. Departament d’Interior. Generalitat de Catalunya 



Porrero Rodríguez, M.A. 2000. Incendios forestales. Investigación de causas. Mundi Prensa



Varios autores, 1994. Jornadas multidisciplinares sobre incendios forestales. Un futuro con bosques. Universidad Politécnica de Valencia.


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HIDRÁULICA APLICADA A LOS SERVICIOS DE EXTINCIÓN.TENDIDOS FORESTALES (J.M SUAY) 1.- CONCEPTOS BÁSICOS DE HIDRÁULICA 1.1.- C ARACTERÍSTICAS DE LOS FLUIDOS . D ENSIDAD . V ISCOSIDAD La materia, en condiciones habituales de presión y temperatura, se presenta en tres estados de agregación, líquido, gaseoso o sólido. Si observamos un sólido vemos que tiene una forma y un volumen definidos, mientras que un líquido conserva su volumen adoptando la forma del recipiente que lo contiene, y mostrando una superficie libre. En cambio un gas no tiene ni forma ni volumen propio. La diferencia entre los estados de la materia se debe a las fuerzas de cohesión interna de las moléculas, características de cada sustancia. Denominamos fluidos a las sustancias líquidas y gaseosas. Una de las diferencias existentes entre un sólido y un fluido es su diferente respuesta frente a la acción de primitiva una fuerza: loso sólidos se deformarán mientras persista ladebido misma,a la y recuperaran su forma total parcialmente cuando cese este esfuerzo, existencia de una fuerza que se opone a la aplicada. Sin embargo, los fluidos fluirán por pequeño que sea el esfuerzo, es decir, cambiarán continuamente de forma, mientras persista dicho esfuerzo, ya que no presentan una fuerza que se oponga a la aplicada, lo que indica que no hay tendencia a recuperar la forma primitiva al cesar el esfuerzo aplicado. La densidad es la medida del grado de compactación que tiene un fluido, es decir es la medida de cuanto material (masa) se encuentra contenida en espacio determinado (Volumen): 

m V

Se mide el Kg/m3.

Si tenemos un metro cúbico de agua (1000 Kg./m3), ¿Qué ocurre con la densidad si lo repartimos en dos recipientes por la mitad?, La respuesta es nada, ya que ambos recipientes contendrán la misma masa (500 Kg), pero también ocuparan la mitad de volumen (0,5 m3). Pero, si tenemos un metro cúbico de aire (1,21 Kg./m3) y lo comprimimos, el volumen disminuye sin variar la masa que lo contiene, por lo tanto la densidad aumenta. Al contrario si lo expandimos la densidad disminuye ya que la misma masa ocupa menos espacio. Se denomina fluido incompresible aquel que mantiene constante la densidad al variar la presión a la que está sometido, el agua es un ejemplo de este tipo de fluido. Se denomina densidad relativa al cociente entre la masa de una sustancia y la masa de un volumen igual de agua. Es decir: r 

 sus tan cia  agua

Una sustancia que tenga una densidad relativa mayor que uno quiere decir que contiene mayor masa que el mismo volumen de agua, es decir que es más pesada que el agua. Si es menor que uno la sustancia es más ligera que el agua. vez de lapeso masaespecífico. medimos el peso por unidad de volumen de la sustancia, a esta relaciónSiseendenomina


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Peso m  g   g V V Se mide en N/m3.La constante g es la aceleración de la gravedad y vale (9,81 m/s2). La viscosidad es una resistencia interna que tiene un fluido, consecuencia de las fuerzas de atracción entre las moléculas del mismo. Esto se materializa en que el esfuerzo que hay que hacer para que “fluya” un fluido esté en función de esta resistencia. Los fluidos con alta viscosidad ofrecen cierta resistencia a fluir, mientras que los poco viscosos lo hacen con facilidad. La viscosidad se ve afectada por las condiciones ambientales, especialmente por la temperatura y la presión, y por la presencia de aditivos modificadores de la misma, que varían la composición y estructura del fluido. 

1.2.-P RESIÓN La presión se define como la fuerza por unidad de superficie. F P = S Se mide en Pascales (Pa) que es igual a la presión ejercida por una fuerza de un newton sobre una superficie de un m2. 1 atm = 101, 325 kPa = 760 mm Hg = 10,32 m.c.a. = 14,7 psi

Si en ununa punto de un fluido que existe una presión estática (P), significa aque si colocamos superficie S en decimos dicho punto, aparecerá una fuerza F perpendicular la misma y de magnitud P·S. Si el fluido esta en reposo, la fuerza que aparezca sobre dicha superficie es independiente de la orientación de la misma respecto al punto. 1.2.1.- Definición de presión estática absoluta y manométrica

La presión se puede medir respecto a cualquier base de referencia arbitraría, siendo las más usadas el vacío y la presión atmosférica local. Cuando una presión se expresa como una diferencia entre su valor real y el vacío hablamos de presión absoluta. Si la diferencia es respecto a la presión atmósfera local entonces se conoce por presión manométrica.


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1.2.2.- Barómetros y manómetros

Los barómetros son instrumentos que miden presión absoluta es decir, comparar la presión existente respecto al vacío, en donde la presión es nula. Si medimos la diferencia de presión respecto a la presión atmosférica, estamos calculando, como hemos visto, la presión manométrica tomándose con signo más, si la presión es superior a la atmosférica y con signo menos, si la presión medida es inferior a la misma. Los aparatos que miden esta presión positiva se denominan manómetros y la negativa vacuometros, si miden ambas se llaman manovacuometros.

Tanto los barómetros como los manómetros, basan su funcionamiento en equilibrar la fuerza que aparece sobre una superficie S debida a la presión a medir (P), con la presión que se ejerce sobre la misma superficie el peso (W) de un volumen de fluido con un peso especifico (), una altura h y base S. Por lo tanto la presión será igual a:


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P=h El valor de h es lo que se conoce como altura de presión. Así, en un barómetro sometido a una presión atmósfera normal de 101,325 kPa, el valor de h, depende del fluido que contenga el instrumento1: H=

H=

P  agua

P  Hg





101, 325  10 3 N / m 2  10,32 m.c.a 9810 N / m 3

101, 325  10 3 N / m 2  760 mm. de Hg 133416 N / m 3

(Barometro de Agua)

(Barómetro de Mercurio)

En mecánica de fluidos siempre se mide la presión manométrica. Los instrumentos medida utilizados no son manómetros que basan su funcionamiento en el peso de un fluido sino que se usan unos de tipo mecánico, conocidos como manómetros de tubo de Bourdon.

El tubo Bourdon es un tubo de sección elíptica que forma un anillo casi completo, cerrado por un extremo. Al aumentar la presión en el interior del tubo, éste tiende a enderezarse y el movimiento es transmitido a la aguja indicadora, por un sector dentado y un piñón. Este tubo se encuentra dentro de una cámara que se encuentra sometida a la presión atmosférica. Por lo tanto mide la presión manométrica. 1.2.3.- Presión dinámica. Altura de velocidad.

Si un fluido se encuentra en movimiento definimos la presión dinámica como:

1

El peso especifico del agua es 9810 N / m3 y para el mercurio 133416 N / m 3.


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P  d

 v2

2

Donde  es la densidad y v es la velocidad del fluido. Esta expresión que tiene unidades de presión es la energía cinética del fluido debida a la velocidad del fluido en su movimiento. La presión dinámica no se manifiesta ejerciendo una fuerza sobre una superficie, como ocurre con la presión estática, sino que es la energía por unidad de volumen que posee el fluido en movimiento. Dimensionalmente tiene unidades de presión, ya que expresa la energía cinética del fluido por unidad de volumen: 1 kg m 2 N  m J 2 Pd   (densidad)  (velocidad)  3  2  3  3  Pascales (Pa) 2 m s m m P  Fuerza  (Masa)  (Aceleración)  N2  N  m = J3 = Pascales (Pa) Superficie Superficie m m3 m Energia (Fuerza)  (Espacio) N  m J   = 3  Pascales (Pa) 3 Volumen Volumen m m Así pues la presión dinámica no se puede medir con un manómetro, pues dichos instrumentos funcionan solamente con la presión estática. Lo que si podemos hacer es que ya que dimensionalmente la presión dinámica tiene unidades de presión (Pa) y dichas unidades son equivalentes a una altura de un cilindro de un determinado fluido de peso especifico , podemos expresar la presión dinámica como una altura que denominaremos altura de velocidad2 (hv), Así: P d

v

2

2    g  hv 

hv 

v2 2 g

2

Posee un claro significado físico. Es la altura que habría que dejar caer un metro cúbico de agua para que alcanzara la velocidad v.


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Es habitual en el lenguaje de los bomberos denominar presión dinámica3 a la que marca un manómetro cuando el agua que circula en una instalación se encuentra en movimiento. Esta forma de expresarse no es correcta ya que el concepto técnico de presión dinámica es el expuesto, lo que marca un manómetro en esa situación es una presión estática, la cual ha disminuido respecto a la que había ya que parte de la energía, que poseía el agua cuando estaba en reposo, se ha gastado en poner en movimiento el fluido. 1.3.- H IDRODINÁMICA La hidrodinámica es la parte de la mecánica de fluidos se ocupa de las leyes o principios que rigen el comportamiento de los fluidos en movimiento, estas leyes son muy complejas, y aunque la hidrodinámica tiene una importancia práctica, para el trabajo del bombero, sólo trataremos aquí los conceptos básicos que nos ayuden a comprender los fenómenos que se producen en una instalación de extinción. El comportamiento de un fluido se encuentra bien definido, si por medio de una ecuación matemática somos capaces de definir la presión, la velocidad y la densidad que posee el fluido en cada punto. Por medio de una serie de herramientas matemáticas se llega a una expresión muy compleja conocida como ecuación de Navier-Stokes. Si esta ecuación se resolviera podríamos saber en cada momento la velocidad, la presión y la densidad en el fluido con tan solo sustituir valores en la solución de esta ecuación. Pero como no tiene solución hay que empezar a realizar simplificaciones en el comportamiento del fluido. La primera que se puede hacer es que el fluido sea incompresible, es decir que la densidad no varíe a lo largo de su movimiento, esta simplificación es aceptable para el agua a presiones en las que se trabaja en hidráulica y para el aire a velocidad por debajo de la mitad de la velocidad del sonido. La segunda simplificación es en cuanto a la viscosidad, es decir, que el fluido no posea rozamientos internos o contra las conducciones por la que circula. Si la viscosidad de un fluido se puede despreciar se dice que el flujo es no viscoso y si encima es incompresible, entonces es lo que se conoce como fluido ideal, en este caso la ecuación de Navier Stokes, se resuelve y da la conocida ecuación de Bernoulli. Si consideramos que la viscosidad del fluido no se puede despreciar, estamos ante el denominado fluido viscoso. Las consecuencias de considerar la viscosidad en un fluido es que la solución de la ecuación de Navier-Stokes, ya no sea tan sencilla. La aparición de estas fuerzas de rozamiento interno, trae consigo que el fluido que circula por una conducción, dependiendo de la velocidad, de la densidad, la viscosidad y las dimensiones de la tubería lo haga de dos maneras en el denominado régimen laminar, en que el fluido circula en capas que se deslizan unas contra otras como los naipes en una baraja o en régimen turbulento en el que aparecen remolinos donde es imposible distinguir los filetes fluidos. En 1883, Osborne Reynolds (1842-1912) un físico británico observó que cuando el agua 3

En algunos textos la llaman presión residual , expresión que es más correcta.


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fluía a través de un tubo largo y se marcaba con tinta, a baja velocidad las partículas de tinta se difundían lentamente y no tenían tiempo de diseminarse. A este flujo lo llamó laminar. Pero si se incrementa la velocidad por encima de un valor crítico, se observaba que a cierta distancia de la entrada del tubo se producía un repentino cambio, se producía un movimiento desordenado del filamento de tinta que llamó movimiento turbulento. Reynolds probó disminuir y aumentar la viscosidad del fluido, calentando y enfriando el agua respectivamente. Legando a la conclusión que en todos los casos existe una velocidad crítica, y que esta varía en proporción directa con la viscosidad del flujo. Para saber en qué régimen nos estamos moviendo estableció el número de Reynolds: Re 

VD 



V  D  

VD 

 4 y ( ) el Donde () es la densidad, D el de diámetro de lacinemática conducción velocidad, coeficiente de viscosidad dinámica V y (la es el coeficiente viscosidad . Para Re por debajo de 2000, el fluido fluye de manera laminar y por encima de 4000 fluye de manera turbulenta, existiendo un periodo de transición en el que el flujo es difícil de delimitar si es turbulento o laminar. Por ejemplo, una manguera de 25 y de 45 mm de diámetro, por la que circule agua a 2,5 m/s, el régimen será claramente turbulento:

Re 25 mm 

V  D 25



V  D 45 

6



56.818

1,01  10



Re 45mm 

2,5 m / s  25  10 3



2,5 m / s  45  10 3  102.272 1,01  10 6

Para superar las dificultades que representa emplear esta vía teórica en el estudio de los fluidos en movimiento, aparecen una serie disciplinas prácticas que estudian desde el punto de vista de la ingeniería el comportamiento de los fluidos. La hidráulica estudia de una manera práctica el movimiento de los líquidos, ya sea agua o aceite, a través de una conducción ya sea abierta (canal) o cerrada (tubería), los almacenamientos (depósitos o embalses), así como las máquinas, que se emplean para dar o extraer la energía que poseen estos fluidos debido al movimiento, conocidas como bombas o turbinas respectivamente. Los conceptos de presión, caudal y velocidad se relacionan mediante los siguientes principios: la ecuación de continuidad, el principio o ecuación de Bernoulli y la ecuación de descarga. La ecuación de continuidad nos relacionará la velocidad con el caudal que pasa por la sección de una conducción. El principio de Bernoulli nos muestra como varían las energías que dispone un fluido entre dos puntos de una instalación y por último, la de descarga nos permitirá ver la dependencia entre la presión y el caudal o la velocidad de un fluido cuando atraviesa un orificio de descarga.

4

Para el agua  = 1,01 · 10-6 m2/s.


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1.4.- C AUDAL . E CUACIÓN

DE CONTINUIDAD

Sea un fluido en movimiento a través de una superficie S, se dice que la misma es atravesada por un caudal másico (Qm), si relacionamos la masa de fluido que la atraviesa (m) por unidad de tiempo, se mide en Kg/s. Si consideramos el volumen de fluido (V) por unidad de tiempo, entonces se denomina caudal volumétrico (Qv). En este caso se mide en m3/s. 1 m3 /h = 2,77·10-4 m3/s 1 lpm = 1,66·10-5 m3/s = 0,06 m3/h Se demuestra que si  es la densidad del fluido y v la velocidad con que atraviesa la superficie se cumple:

Qm = · S · v Qv = S·v Sean dos superficies, S1 y S2, atravesadas por el agua a una velocidad v 1 y v2 respectivamente. Si suponemos que entre ambas superficies no existe ninguna aportación o pérdida de agua, el caudal másico que atraviesa la primera superficie es igual al que sale por la otra superficie5. Qm1= ρ · S1 · v1 = ρ · S2 · v2 = Qm2 Luego: ρ

· S · v = constante

Dónde, ρ es la densidad del fluido (Kg./m3), S es el área (m2) y v la velocidad del fluido (m/s). Si consideramos que la densidad del fluido no varía entre las dos superficies, como en el caso del agua, tenemos la ecuación de continuidad: S · v = constante La ecuación de continuidad hace que cuando el agua, en una manguera, pasa de una sección S1 hacia otra S2, tal que se produce un estrechamiento (S 1 > S2), la velocidad aumenta (v1 < v2). Esto es similar, cuando por una autovía de dos carriles con un límite de velocidad de 100 Km./h, se encuentra con un estrechamiento a causa de una obras, la circulación pasa a un solo carril, bajando el límite de velocidad a 5

Recordar que el caudal másico es igual a la densidad multiplicada por la sección de la conducción y por la velocidad.


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50 Km./h, comprobamos que se produce una retención. Para evitar que se embotellaran los coches en el carril único los vehículos debería circular a 200 Km. /h. Esto no le pasa al agua, que no se comprime, es decir no se genera un atasco, ya que aumenta la velocidad en el estrechamiento. 6 la práctica mayores la velocidad del agua perdidas dentro dedeuna conducción no supera los 2,5 Esto m/s, ya que En a velocidades se producen carga importantes en la misma. limita el caudal que circula por una conducción en función de su diámetro, así para los tres tipos de mangueras utilizadas en las instalaciones de extinción, el caudal máximo a trasegar sería:

(mm.)

S (mm2)

Q (l.p.m.)

25

490,90

73

45

1590

238

70

3848,36

570

limitaciones en cuanto al caudal trasegar, son importantes en las instalaciones fijas deEstas distribución de agua, pero en el casoa de las instalaciones de extinción, se pueden asumir velocidades mayores y por tanto mayores pérdidas de carga: (mm.)

Qmax (l.p.m.)

V (m/s)

25

200

6,8

45

500

5,2

70

1.000

4,3

1.5.- E CUACIÓN DE B ERNOULLI Consideremos una manguera en carga con una presión P, situada a una altura geométrica z y que circula el agua a una velocidad v. Un elemento de agua de volumen V y masa (·V) posee tres formas de energía por unidad de volumen: Energía de presión, será el trabajo (W) necesario para mover la masa del elemento a través de la manguera una distancia L contra la presión P: E

= W = FL = PSL = P V 

Epresión



P

V

presión

Energía potencial: EP  m  g  z = (   V   g  z 

EP  g z V

Energía cinética: 1 1 E 1 EC   m  v 2   (  V )  v 2  C     v 2 2 2 V 2

6

Ver apartado de Pérdidas de carga.


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Por lo tanto el elemento tiene una energía total por unidad de volumen de:

ETOTAL = Epresión + EP + EC = P

g z

1    v2 2

Si dividimos la anterior expresión por el peso específico (  = ·g): 2

e TOTAL = E 

TOTAL

= P  2v g  z

Ahora consideramos que el elemento fluido se mueve entre la sección 1 a la 2 de una manguera como la mostrada en la figura en que existe un cambio de sección, por medio de una reducción, y se salva un desnivel. El principio de conservación de la energía considera que si no hay pérdidas entre ambos elementos, se cumple que: e TOTAL 1 = e TOTAL 2

Luego: P1

v 12 P2 v 22  z   z 2 g 1  2 g 2

Esta es la conocida como ecuación de Bernoulli7 Cada término de la ecuación de Bernoulli es una forma de energía que posee el fluido por unidad de peso del fluido que se mueve en el sistema, en el caso que nos ocupa agua. Es decir se mide en Julios/Newton, que es igual a metros. Por lo tanto cada término representa una altura. P

altura de presión



v2 2 g z

altura de velocidad altura geométrica

7

Fue deducida por el matemático y físico suizo Daniel Bernoulli (1700- 1782) en su obra Hydrodynamica de 1738.


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El siguiente esquema muestra la relación existente entre los tres tipos de energía conforme el fluido se desplaza desde 1 a 2, cada término cambia de valor, sin embargo la altura total permanece constante mientras no existan pérdidas de carga.

A la suma de la altura geométrica y la de presión se denomina comúnmente altura piezométrica. 1.6.- E CUACIÓN GENERAL DE LA ENERGÍA Aunque la ecuación de Bernoulli es aplicable a una gran cantidad de casos prácticos, tiene unas limitaciones que debemos tener en cuenta si queremos aplicarla correctamente: Solo es válida para fluidos incompresibles, como el caso del agua a las presiones que estamos considerando. 1. Durante el recorrido de la instalación no deben haber dispositivos (bombas o turbinas) que añadan o extraigan energía del agua, ya que la ecuación se ha deducido partiendo de que la energía permanece constante a lo largo de la instalación. 2. No se ha considerado que exista una transferencia de calor hacia el agua o fuera de la misma. Este punto en el caso de las instalaciones hidráulicas de extinción que nos ocupa, se cumplirá siempre. 3. Que no existen pérdidas de energía por fricción con los elementos de la instalación. A pesar de estas restricciones, la ecuación de Bernoulli se puede aplicar en un sinfín de casos prácticos con un cierto grado de aproximación.


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Cuando haya que considerar las limitaciones anteriores, entonces hay que aplicar lo que se conoce como la ecuación de la energía que es una generalización de la ecuación de Bernoulli:

E1 y E2 son la energía total que tiene el fluido en las posiciones 1 y 2. h B es la energía añadida por la bomba h L es la energía disipada en la instalación, es decir las pérdidas de carga. h M es la energía cedida a un motor hidráulico (turbobomba, ventilador, etc.) Como: E1  E2 

P1 

P2 



v 12 z 2 g 1



v 22 z 2 g 2

Podemos escribir la ecuación de la energía como: P1

v 12 P2 v 22  z h h h   z 2 g 1 B M L  2 g 2

Esta ecuación la emplearemos cuando analicemos lo que se conoce como ecuación de línea de una instalación hidráulica. 1.7.-E CUACIÓN DE DESCARGA Sea un depósito de agua con un orificio inferior por el que se está vaciando:


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La velocidad con la que sale en líquido es igual: v

2 g h

Donde: v: velocidad. g: aceleración de la gravedad (9,81 m/s2). h: altura. A esta expresión se conoce como la ecuación de Torricelli8 y se puede deducir aplicando Bernoulli entre los puntos 1 y 2, antes y después del orificio. La velocidad en 1 se puede considerar nula, ya que consideramos que h es lo suficientemente grande y la presión en 2 es la atmosférica por lo tanto la presión manométrica, será nula, así: P1

0  0

v 22

h

v 22



v  2 g h

 2 g 2 g Por lo tanto el caudal que sale por el orificio será: Q=K·S·v Q: Caudal. S: Sección del orificio. K: es un factor que tiene en cuenta la astricción9 que sufre el fluido en su salida. v: velocidad de descarga.

Aplicado el valor de v, queda: P 2  (K  )S P  k S P g  Por lo tanto el caudal es proporcional a la sección de salida (S) y a la raíz cuadrada de la presión (P) antes de la salida del orificio. A esta expresión se le conoce como ecuación de descarga. La lanza10 es un aparato hidráulico que situamos al final de una manguera para conseguir Q K S 2 g  h  K S  2 g

que elElagua salga conposee gran un velocidad y llegueenmás lejos. dispositivo estrechamiento el que se transforma la energía de presión que posee el fluido en velocidad. Suponemos que no consideramos las pérdidas de carga, aplicamos Bernoulli entre los puntos 1 y 2, teniendo en cuenta que la presión en P2 será nula y v1 es muy pequeña comparado con v2: 8

Fue deducida por primera vez por el matemático y físico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647).

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Se considera que el flujo se estrecha al pasar por el orificio de salida y por tanto no cubre toda la sección.

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Ver apartado: Lanzas.


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v 12 v 22 P1 v 12 P1 v 22 P        v2  2 g 1  v2  2 g h  2 g 2 g  2 g  2 g 

P1

Sale de nuevo la ecuación de Torricelli. Para ver el orden de magnitud de esta velocidad de salida (v2), supongamos que por la conducción circula agua con una velocidad (v1) de 2 m/s a una presión (P1) de 7,6 bares (7.699 hPa). Esto se traduce en una velocidad a la salida (v 2) de aproximadamente 40 m/s, en efecto: 769,9 kPa v 12 ( 2 m / s )2   77,69 m. c. a . ;   0, 204 m.c.a.  9,81 kN / m 3 2  g 2  9,81 m / s 2

P1

v  2  g  ( 77,69 m. c. a .  0, 204 m.c.a. )  40 m / s En la práctica será menor ya que no hemos tenido en cuenta las pérdidas de carga dentro del dispositivo. Este ejemplo nos muestra que el valor de la altura de presión es muchísimo mayor que el de la altura de velocidad. Así el caudal que está dando la lanza es igual a:

Q K  S  2  g  h  k  S  P1

2.- BOMBAS CENTRIFUGAS La norma UNE EN 1028-1:2006 define bomba centrífuga contra incendios, como aquella maquina hidráulica accionada mecánicamente destinada al suministro de fluidos con objeto de luchar contra los incendios, es decir es una máquina, por lo tanto transforma energía, en este caso mecánica en hidráulica. Su misión es proporcionar agua a la presión necesaria para que pueda circular por las mangueras, salvar los desniveles que puedan existir entre la bomba y el incendio y llagar a la lanza con la presión suficiente para que el fluido alcance una distancia determinada y así, poder trabajar con seguridad. Unadispositivo bomba esque un intercambie ejemplo de energía lo que mecánica se entiende queLas es cualquier conpor un máquina fluido quedela fluido, atraviesa. máquinas de fluido se clasifican en función de la compresibilidad del fluido en: Máquinas hidráulicas en las que el intercambio de energía se produce con un fluido incompresible. A este grupo pertenecen las máquinas que trabajan con líquidos, como el agua, pero se pueden incluir las que trabajan con gases a velocidades bajas, como por ejemplo en los ventiladores. Máquinas térmicas en las que el intercambio de energía se realiza con un con fluidos compresibles, A este grupo pertenecen los motores de combustión interna, las turbinas de vapor, etc. Este tipo de máquinas no son objeto de nuestro tema. Si el fluido incrementa su energía, la máquina se denomina generadora, ejemplos de este tipo son los compresores de aire o las bombas hidráulicas. Por el contrario si la energía Pág. 53 http://slide pdf.c om/re a de r/full/mod-3-funda me ntos-te c nic os-de -la -extinc ion-de -inc e ndios

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del fluido disminuye, la máquina se denomina motora, como pueden ser las turbinas hidráulicas, las turbobombas o los motores de explosión. Atendiendo al tipo de energía que se intercambia con el fluido que atraviesa las máquinas hidráulicas pueden ser de distintas formas:

Si nos atenemos a las máquinas hidráulicas generadoras (bombas) que intercambian energía de presión, podemos encontrar, según como intercambian la misma dentro de la máquina, a dos tipos de bombas: las de desplazamiento y las turbomáquinas. Bombas de desplazamiento: basan su funcionamiento en aplicar una fuerza (o par si son rotativas) de una cámara de trabajo y su posterior vaciado de una manera periódica. El aumento de la energía del fluido se efectúa directamente en forma de energía de presión. Son por ejemplo las bombas de pistón, las bombas peristálticas, las bombas de membrana o de diafragma. Turbomáquinas: basan su funcionamiento en incrementar la energía cinética del fluido a costa de energía mecánica que se intercambia en un elemento denominado rodete o impulsor para luego transformar este exceso de energía cinética en presión dentro del cuerpo mismo de la bomba. Este tipo de bomba es la universalmente usada por los bomberos en los vehículos de extinción o en las motobombas de achique. 2.1.-E LEMENTOS CENTRÍFUGA

Y PRINCIPIO DE F UNCIONAMIENTO DE UNA BOMBA

El funcionamiento de una bomba centrífuga es el siguiente, el agua entra axialmente por el centro de un elemento móvil denominado rodete o impulsor, el cual está girando accionado por el motor. El rodete dispone de unas canalizaciones denominadas álabes por las que el agua es canalizada desde el centro hasta su borde, donde es expulsada. Durante este trayecto el fluido es acelerado por la fuerza centrifuga


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generada en el rodete. El agua sale del mismo con presión y velocidad. A continuación entra en una canalización11 en forma de espiral que rodea al rodete, es la voluta o caracol. El fluido que entra en esta conducción a gran velocidad, es frenado por el progresivo aumento de su sección, tal como establece la ecuación de continuidad y por principio de Bernoulli, incrementando la presión, que tenía a la salida del rodete, hasta un valor concreto en el colector de impulsión. Las bombas destinadas para los servicios de bomberos, pueden ir instaladas o bien en vehículos contra incendios o en grupos motobombas. En el primer caso es accionada por la energía motriz del motor del vehículo y en el caso de las motobombas, la bomba dispone de un motor eléctrico o de explosión para su accionamiento, como veremos más adelante. La norma UNE EN 1028-1, atendiendo a la presión que pueden suministrar las bombas las clasifica en: Bomba de presión normal (FPN) son aquellas que con uno o varios rodetes, son capaces de dar presiones de funcionamiento hasta 20 bar. y Bomba de Alta Presión (FPH) es una bomba que da hasta 54,5 bar. Se denomina Bomba de Presión Combinada a aquella las dos clases de bomba en de unaalta sola máquina. Esto se consigue conectando en que serieagrupa una bomba de presión normal y otra presión. En una bomba contra incendios podemos distinguir las siguientes partes, colectores de aspiración, desde donde se alimenta la bomba desde un deposito o por aspiración a través de un mangote, cuerpo de la bomba. Dependiendo que la bomba sea de presión normal o combinada, la bomba tendrá uno o dos colectores de impulsión, que es donde se conectan las mangueras, por medio de racores y los elementos auxiliares (manómetros, el cebador, válvulas, etc.). Las dos bombas, conectadas en serie, de una bomba combinada se denominan etapas. Los rodetes de las dos etapas pueden estar montados sobre el mismo eje (como en la figura) o sobre ejes distintos. Por con medio de un conducto conecta la salida de una la entrada de la otra.provisto de la llave selectora NP/NP HP, se

Este tipo de bomba se utiliza para alimentar instalaciones con mangueras dentro de una amplia gama de presiones y caudales determinados por la localización y carga de fuego a extinguir.

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Algunas bombas a la salida del rodete disponen de lo que se conoce como difusor, cuya misión es canalizar el agua a la salida del rodete hacia la voluta, evitando turbulencias.


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Las instalaciones con mangueras de 70 y 45 mm, se utilizan cuando se necesita mucho caudal y por tanto la bomba da poca presión. Las mangueras se conectan al colector de baja y la bomba trabaja tan solo con la primera etapa (1). En el caso de que se necesite más presión, porque la instalación tiene una gran longitud o hay que salvar una gran altura. Se conectan las mangueras, en este caso de 25 mm, al colector de alta. En esta caso están trabajando las dos etapas de la bomba, la instalación posee una mayor presión pero trasegando un caudal menor 12 (2). Esta bomba permite, si la intervención lo requiere, conectar dos instalaciones de alta y baja simultáneamente (3), para ello solo hay que abrir todas las llaves tal como muestra la figura. 2.2.-C URVAS CARACTERÍSTICAS DE UNA BOMBA La presión medida en el colector de impulsión de una bomba, se denomina altura de impulsión y se expresa en metros de columna de agua (m.c.a.). Se conoce como altura de aspiración manométrica, a la presión efectiva existente en el colector de aspiración de la bomba, la cual se verá más adelante, no debe superar un determinado valor ya que se produce el fenómeno de la cavitación. La altura de impulsión (H) se puede medir fácilmente, ya que a la entrada y salida de la bomba la velocidad prácticamente no varía y no existe diferencia de cota entre la entrada y la salida. Se puede aplicar la ecuación de Bernoulli, entre los puntos A y B:

Se denomina potencia hidráulica del fluido a la salida de la bomba a la expresión: Ph = · H · Q Donde  es el peso especifico del fluido, H es su presión en metros de columna de agua y Q es el caudal en metros cúbicos por segundo que circula por la bomba. Esta potencia es la energía que posee el fluido por unidad de tiempo y se expresa en vatios. Si tenemos una bomba acoplada a un motor que gira a N revoluciones por minuto, la potencia mecánica (Pm) del motor es constante, si no se varían las revoluciones, una fracción

12 Hay que recordar que las bombas trabajando a velocidad de giro constante la presión y el caudal son inversamente

proporcionales.


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de la potencia mecánica se transformará en potencia hidráulica13, por lo tanto, si la instalación alimentada por esta bomba demanda más agua, por ejemplo se abre una lanza aumentando el caudal Q, como no hemos variado N, Pm es constante, por lo tanto también lo será Ph luego H debe disminuir. Así pues, la presión que existe a la salida de una bomba funcionando con un número de revoluciones (N) fijo disminuye a medida que aumenta el caudal que circula por la bomba. Los fabricantes de las bombas nos proporcionan la relación entre el caudal que circula por la bomba y la presión, así como la potencia en función del caudal, por medio de una gráfica obtenida por medidas realizadas en un banco de ensayo. Esta serie de curvas, denominadas curvas características, nos muestra la capacidad de la bomba para generar energía hidráulica y también nos permitirá elegir que tipo de bomba es adecuada en nuestra instalación. El significado de la curva altura-caudal es que la bomba girando con N revoluciones, solo podrá proporcionar los valores de presión y caudal contenidos en la curva correspondiente. Esto sucederá siempre que Nabajo no varíe, quedisminuya. si esto ocurre la curva se desplazará hacia arriba, si aumenta N o hacia en elpuesto caso que Por lo tanto un aumento de las revoluciones, implica que para un mismo caudal, la bomba dará más presión. Por otro lado la curva potencia-caudal es creciente con el caudal en este modelo de bomba.

2.3.-A LTURA DE ASPIRACIÓN . C AVITACIÓN Cuando una bomba aspira del depósito del vehículo, el agua entra por gravedad en la bomba con una presión manométrica positiva, pero si la alimentación se tiene que realizar desde

13

A esta fracción entre la potencia hidráulica y la potencia mecánica expresada en tanto por cien se le denomina rendimiento (. Se cumple Ph = ( /100) · Pm. El rendimiento de una bomba varía con el caudal. Cuando Q = 0caudales el rendimiento valeelcero, crece condisminuye, el caudal hasta un máximo en el caudal de la bomba. Para superiores rendimiento debidoalcanzar al aumento de las perdidas por nominal las turbulencias generadas en el rodete.


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un pozo o balsa que se encuentran en una cota inferior a la situación de la bomba. Para que se produzca la entrada de agua, la presión en el colector de aspiración debe ser menor que la atmosférica, así el agua subirá por el mangote, como sube un refresco al chupar por una cañita. Dado que a una atmósfera corresponde unaaspirar, la alturapero de presión que ronda los 10a m., esta sería la altura teórica máximale que podríamos en la práctica debido los factores que señalaremos a continuación, este límite se reduce a una altura comprendida entre 7 y 6 m. En efecto, la altura de aspiración de una bomba depende de: La presión atmosférica ya que la misma disminuye con la altitud respecto al nivel del mar desde donde estemos aspirando. Se estima una pérdida de unos 0,13 m. por cada 100 m. de altitud.  El aumento de la temperatura del fluido hace disminuir la altura de aspiración, ya que al aumentar la presión de vapor del mismo, se produce una mayor evaporación de fluido y consecuentemente, se produce un aumento de presión en el colector de aspiración 14.  Las pérdidas de carga en el mangote hacen que al aumentar el caudal o al disminuir su sección, se reduzca la altura de aspiración. 

Además en la toma de aspiración de una bomba, se puede producir un fenómeno no deseable, para su correcto funcionamiento, denominado cavitación. Esta consiste en la evaporación del fluido circulante por la bomba a temperaturas muy inferiores a la de ebullición del mismo como consecuencia del descenso de la presión en el líquido, ya que si desciende a la presión de vapor a esa temperatura, entrará enelebullición. cavitación puede generar averías mecánicas en la bomba, hacer que descienda caudal en La la misma y propicie la corrosión de los materiales. Para evitar este fenómeno, hay que dimensionar bien la altura de aspiración. Cuando tenemos una sustancia a una temperatura T, dentro de un recipiente parcialmente lleno y cerrado. Algunas moléculas de la fase liquida poseen suficiente energía para escaparse de la superficie del líquido, es decir se evaporara. Al no poder dispersarse las moléculas que forman la fase vapor, algunas de ellas, pueden retornan a la fase líquida. Se origina una situación de equilibrio entre las moléculas que escapan del agua y las que vuelven a la misma. En estas condiciones, la fase vapor ejerce una cierta presión sobre la superficie del líquido. A esta presión se le denomina Si variamos la temperatura el presión de vapor del líquido a la temperatura T. equilibrio se producirá a otra presión. Si representamos en una gráfica la curva presión frente a temperatura, surge la conocida como Curva de equilibrio de Claius-Clapeyron. Toda combinación de presión y temperatura que se encuentre sobre la curva

14

Experimentalmente se comprueba que para una temperatura del agua comprendida entre 15 y 20 ºC supone una pérdida de altura de 0,20 m. El agua a 10 ºC implica una pérdida de 0,125 m y a 50 ºC de 1,25 m.


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coexistirán las dos fases en equilibrio, por encima existirá solo la fase líquida y por debajo solo la de vapor. La curva termina en un punto denominado Punto crítico (PC), que es la temperatura y presión a partir de la cual una sustancia no puede permanecer en equilibrio liquido- vapor, a partir de este punto la sustancia se denomina gas. de ebullición deencuentra una sustancia, aquellade enuna queatmósfera, la presión de vaporSeesdefine igual como a una temperatura atmósfera. Si una sustancia se a la presión pero a una temperatura por debajo de la de ebullición (T B), se encontrará en fase líquida (A). Si bajamos su presión hasta que corte a la curva de equilibrio (B), la presión de vapor (P B) obligará al líquido a evaporarse, entrando en ebullición a una temperatura inferior a la normal. Este es el fenómeno que se produce durante la cavitación. Colocamos un vaso lleno de agua dentro de una campana de cristal herméticamente cerrada. Por medio de una bomba de vacío extraemos el aire de su interior, disminuyendo por lo tanto la presión. Cuando llega al valor de la presión de vapor correspondiente a la temperatura a la que se encuentra el agua, esta empezará a hervir.

2.4.-M ECANISMOS DE CEBADO En el momento del arranque de una bomba, el mangote de aspiración puede estar lleno de aire, una bomba centrífuga no puede aspirar aire, por lo que no es autosuficiente para crear la aspiración necesaria para que el fluido llene el rodete y se pueda empezar a bombear con normalidad. La creación de estas condiciones de carga previas al arranque en la bomba es el denominado proceso de cebado, que se logra gracias a unos mecanismos que disponen las bombas. Describiremos los más habituales:


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Pistones alternativos Este sistema consta de un pistón provisto de una lumbrera que se comunica con la aspiración de la bomba, por medio de una válvula. Este embolo accionado manualmente o por el motor absorbe el aire que pudiera existir en el interior del conducto de aspiración. Hoy esta prácticamente en desuso. Por eyección de gases Este sistema de cebado se emplea principalmente en motobombas, ya que necesita de los gases de escape del motor, para su funcionamiento. El tubo de escape, que se puede cerrar por medio de una válvula de mariposa, presenta una derivación de forma cónica en sutengan extremo para que los gases una(D),mayor velocidad en ese punto. Esto trae consigo una menor presión y la cámara C se llena con el aire de los conductos de aspiración. El aire saldrá mezclado con los gases de escape y se producirá un vacío en los tubos de aspiración que se llenarán de agua, cebando a la bomba. Anillo de agua El mecanismo de anillo de agua se compone de una cámara cilíndrica que tiene en su interior una rueda de paletas que gira excéntrica respecto al eje del cilindro. Esta cámara posee dos conductos provistos de sus correspondientes válvulas, uno comunica con el cuerpo de la bomba y por el otro a una salida.

La cámara cilíndrica está llena inicialmente de agua. Cuando la rueda de paletas gira, por efecto de la fuerza centrífuga, se forma alrededor de la rueda un anillo de agua de un determinado espesor. Entre las paletas de la rueda se forman unas cámaras de capacidad variablecilíndrica a medida con quelaésta va girando. Al pasar,sepor delante conducto comunica la cámara espiración, las cámaras hacen más del grandes y porque lo tanto se crea un vacío que es llenado con el aire que absorbe de la aspiración. Posteriormente al pasar por Pág. 60 http://slide pdf.c om/re a de r/full/mod-3-funda me ntos-te c nic os-de -la -extinc ion-de -inc e ndios

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el conducto de expulsión del aire, la cámara disminuye de tamaño obligado a salir el aire. Con este sistema se produce vacío en la aspiración y se llena de agua el cuerpo de la bomba.

3.- POTENCIA DE EXTINCIÓN DEL AGUA La razón por la que el fuego se extingue por enfriamiento es debido a que la superficie del material en combustión se enfría por debajo de la temperatura de encendido15. La cantidad de agua necesaria para extinguir un fuego está en función del calor desprendido por el mismo. La velocidad de extinción depende de la rapidez en la aplicación del agua, del caudal y del tipo de agua que se aplique. Denominamos potencia de extinción, a la energía que absorbe el agua al ser aplicada sobre el fuego. Veamos el orden de magnitud de la misma. Supongamos que tenemos un litro de agua a 10 ºC. ¿Cuánta energía necesita para transformarlo en vapor a 100 ºC? H1 H2  H 2O100ºC   H 2O100ºC H 2O10ºC liq  liq vap

Donde H1 = 376,2 KJ es la energía empleada en elevar el agua de 10 ºC a 100ºC y H2= 2.253 KJ es el calor latente de vaporización. Luego la energía total será: H1 + H2 = 2.629 KJ

Luego un caudal de agua Q igual a un litro de agua por segundo tiene una potencia extintora de 2.629 KJ/s, que podemos aproximar a 3 MW. Este es el poder teórico. Estamos suponiendo un comportamiento ideal, es decir que toda el agua proyectada en un incendio se evapora, pero la realidad puede ser muy distinta, el mejor rendimiento se obtiene con la posición en la lanza en cono de ataque o de difusión y es del orden del 85 %, Por el contrario su alcance es reducido, una posición en la lanza de chorro directo no es nada efectivo ya que gran parte del agua proyectada sobre el incendio no se vaporizará correctamente pero sí dispondremos de un alcance mayor que en el anterior, en esta caso el rendimiento es del 20 %. Por lo tanto:

15

Según la norma UNE –EN ISO 13943:2001. es la temperatura mínima a la que un material debe ser calentado para que los vapores se inflamen momentáneamente en presencia de un foco de ignición.


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Q (lps)

Q (lpm)

Pot. extintora (Mw)

1 2,5 3,33 5 8,33

60 150 200 300 500

3 7,5 10 15 25

Pot. extintora real (Mw) 20% 85% 0,6 1,5 2 3 5

2,55 6,36 8,5 12,75 21,25

El empleo de una lanza forestal es más efectivo si se descarga el agua de manera que absorba el máximo calor, es decir durante el cambio de fase. Esto sucede con mayor facilidad si se aplica pulverizada en vez de un chorro compacto. Por lo tanto, si tenemos un frente de 60 m en una zona de aulagares de Ulex 16

parviflourius una velocidad de propagación de 2,3 m/min, el fuego desprende Kw/m · 60 m, con = 150.000 Kw = 150 Mw, luego teóricamente necesitamos un caudal de2.500 150 Mw / 3 Mw = 50 lps = 3.000 lpm de agua para neutralizar el ataque. Pero con un rendimiento del 85 % en la aplicación de agua esta cifra aumenta a 3.530 lpm.

Si por el contrario la velocidad de propagación es de tan sólo 0,2 m/min, las fuerzas del fuego son ahora de 82 Kw/m · 60 m = 4.920 Kw ~ 5 MW, por lo que con 5 Mw / 3 Mw = 1,67 lps = 100 lpm, que corresponde a 117 lpm con un rendimiento del 85 %.

4.- INSTALACIÓN HIDRAULICA DE EXTINCIÓN 4.1.- I NSTALACIÓN BÁSICA Una instalación hidráulica de extinción es un sistema técnico que tiene por objetivo transportar agua desde un punto de aprovisionamiento hasta donde se está produciendo un incendio. La instalación debe proporcionar el caudal necesario para aniquilar la potencia de fuego que genera el incendio. Pero para ello, hay que suministrar una energía por unidad de tiempo (potencia) al sistema para poder transportar el agua al lugar del fuego, ya que se encuentra lejos y a distinto nivel del lugar de aprovisionamiento, además de poder lanzarla con velocidad desde una distancia de seguridad. Dado que los procesos físicos tienen un determinado rendimiento, no toda la potencia suministrada se transforma en potencia útil, por lo que aparecerán pérdidas energéticas, de igual forma que se producen fugas (pérdidas materiales) no deseadas de agua durante el trayecto. Podemos dividir la instalación en tres partes diferenciadas: aprovisionamiento, alimentación y ataque. El aprovisionamiento es la parte de la instalación que suministra el agente extintor (agua). La alimentación comprende los sistemas de impulsión, conducciones y elementos auxiliares. El ataque es la parte que garantiza que el agua se proyecta sobre el fuego, con el caudal suficiente. Los componentes del equipamiento del sistema, que constituyen la parte de alimentación y el ataque del sistema, son básicamente tres: bomba, mangueras y lanza. La bomba es una máquina, que como tal no genera nada sólo transforma potencia, en este caso potencia mecánica en potencia hidráulica. Es por lo tanto el que suministra el trabajo 16

Ver Apéndice: Características físicas de los incendios forestales.


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necesario para que el agua adquiera la energía necesaria al artefacto de ataque de la instalación: la lanza. Este dispositivo hidráulico es el que regula el caudal necesario en cada momento según las necesidades de la extinción. Además proporciona velocidad al agua, con el fin de poder ser lanzada desde una determinada distancia de seguridad. Dado que la bomba y la lanza, habitualmente, no se encuentran en el mismo lugar y al mismo nivel, las mangueras son las encargadas de unir ambos componentes del sistema. Analicemos las limitaciones físicas y tecnológicas de estos dispositivos, y veremos si el funcionamiento conjunto (resultado del sistema) es acorde con el objetivo de la instalación. Si aplicamos la ecuación de la energía17 entre la salida de la bomba y la entrada de la lanza tenemos:

Resultando la siguiente expresión, conocida como ecuación de línea: PB = PL + HG + PC Donde: PB: Altura de presión a la salida de la bomba. (PB/10 bar) PL: Altura de presión en punta de lanza. (PL/10 bar) HG: Altura geométrica. Desnivel existente entre la bomba y la lanza, puede ser positivo si hay que ganar altura o negativo si hay que perder altura. (HG/10 bar) PC: Pérdidas de carga en mca. (PC/10 bar) El significado de esta expresión es el siguiente: Para conseguir que el fluido extintor salga con una rapidez (v)18 y con un caudal Q, hay que tener una presión en punta de lanza 17

Se tiene en cuenta las perdidas energéticas existentes en la instalación (h j). Ver apartado 4.1.6.- Ecuación general de la energía. 18

v es la velocidad de salida del agua de la lanza, que es distinta de v 1 (velocidad a la salida del colector de impulsión) y v2 (velocidad antes de salir por el orificio de la lanza).


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(PL) y una sección de salida S determinada. Para tener esa PL será necesario disponer de una presión a la salida de la bomba PB suficiente para dar esa presión demandada, pero aumentada 19 con la energía necesaria para salvar la altura geométrica AG y vencer las pérdidas de carga existentes en la instalación PC. Como la presión a la salida de la bomba (PB), trabajando con un régimen de giro constante, depende del caudal, deberemos analizar la dependencia de la presión en punta de lanza (PL) y de las pérdidas de carga (PC) en relación con el caudal. 4.2.- M ANGUERAS , MANGOTES Y ELEMENTOS AUXILIARES En las instalaciones hidráulicas de extinción, la conducción del fluido empleado en la extinción se lleva a cabo mediante lo que se denominan mangueras. Éstas han evolucionado desde las antiguas de lino hasta las actuales, compuestas por un tubo de neopreno recubierto con una o varias capas externas de fibra sintética o textil y una capa externa de caucho, con el fin de darles resistencia y robustezenSeflexibles puedenque son clasificar segúnque su rigidez aquellas al plegarlas son planas, adoptando su sección circular cuando circula el fluido de extinción a presión. Las semirígidas, mantienen siempre la forma circular estén o no sometidas a presión. Los servicios de extinción de incendios, utilizan generalmente las mangueras planas en las instalaciones de impulsión. Para aspiración, no se pueden emplear mangueras flexibles, que nounaestán diseñadas para soportar presionespormanométricas negativas, por lo que seyautilizan mangueras espaciales rígidas formadas una base de caucho reforzadas con un entramado metálico, que se denominan mangotes. La mangueras en España tiene los siguientes diámetros de 25, 45 y 70 mm., en cuanto a los mangotes utilizados en la aspiración de las bombas montadas en los vehículos tiene un diámetro de 100 mm., aunque también existen de 45 y 70 mm., para su utilización con las motobombas. Las mangueras posen una longitud entre los 15 y 40 m., las cuales se almacenan plegadas habitualmente de un modo denominado enrollado doble. Los mangotes tienen una longitud de alrededor de 2 m. y dada su rigidez no pueden plegarse.

19

Disminuida en el caso de desnivel negativo.


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Para conectar estos tramos de manguera y mangotes y así montar la instalación se emplean unos dispositivos especiales de unión que se denominan racores. Estos dispositivos también sirven para unirlas a los hidrantes, lanzas, bombas y de más elementos de la instalación. Existen variosobliga tipos aldeusoracores, pero normalizado en España la reglamentación de un racor para las mangueras, es el denominado racor de patillas o tipo Barcelona (1), cuyas características y forma se rigen por la norma UNE 23400. Este racor está formado por tres piezas de conexión formando un ángulo de 120º entre ellas, éstas permiten que el acoplamiento entre dos de ellos sea simétrico, sin que haga falta la existencia de un racor macho y otro hembra. En la actualidad los racores son de aluminio, que ha sustituido a los antiguos de bronce. Para los mangotes no se puede utilizar este racor, por lo que se emplea otro tipo de origen alemán denominado racor Storz (2), que si bien no esta normalizado, es de uso general por los servicios de bomberos. Al contrario que el racor tipo Barcelona el cual se puede realizar la maniobra de conexión y desconexión de manera manual, el racor Storz necesita de una herramienta especial para el acoplamiento (3). Por último hablaremos de las bifurcaciones y de las reducciones. Las primeras son piezas de unión entre mangueras que tiene por objetivo repartir el caudal en dos chorros. Las más comunes son las que tiene una entrada de 70 mm. y dos salidas de 45 mm. o una entrada de 45 mm. y dos salidas de 25 mm. Habitualmente tiene incorporadas válvulas de cierre en las salidas de diámetro inferior. para casos especiales en los que laExisten entrada bifurcaciones, y salida tiene el mismo diámetro, siendo las más comunes las de entrada de 25 y dos salidas de 25 mm. Las reducciones tienen como objeto unir racores de distinto diámetro, las más usuales son de 70 a 45 mm. y de 45 a 25 mm. También existen reducciones entre racor de 100 mm. tipo Storz a 70 mm. tipo Barcelona, para situaciones especiales.

4.3.- L ANZAS La lanza es un dispositivo hidráulico situado al final de la manguera, responsable de establecer el caudal Q que circula par la instalación. Al pasar el agua a través de un estrechamiento que posee la lanza se produce una transformación de la energía de presión, que le esta suministrado la bomba, en energía cinética (ecuación de descarga). De esta manera, el agua adquiere una rapidez superior a la que llevaba dentro de la conducción, lo que le permite, alcanzar, o sea ser lanzada a una distancia suficiente para que no sea necesario acercarse en exceso al fuego y poderlo extinguir con seguridad. Esta velocidad junto con la sección de salida fija el caudal Q. Además de proporcionar el alcance y caudal necesario para la extinción, la lanza debe permitir regular el chorro de salida para adquirir diferentes configuraciones, según las necesidades y circunstancias de la extinción. En la posición de chorro recto se usa cuando se


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necesita una gran fuerza de extinción concentrada en un sitio de difícil acceso. En chorro de pulverización ancha crea una cortina de agua con el fin de proteger a los que están manejando la lanza y por último el chorro de pulverización estrecha, que es una posición intermedia entre los dos anteriores, es el ideal para atacar el fuego con seguridad. En función diámetrodedemanguera: la manguera van El conectados, podemos para encontrar lanzas para los tresdel diámetros 25, en 45 lay que 70 mm. rango de caudales cada tipo de diámetro es, para el diámetro de 25 mm entre 30 – 200 lpm para 45 mm entre 120 – 500 lpm y para 70 mm. Entre 300 – 1000 lpm. El caudal que está dando una lanza se deduce a partir de la ecuación de descarga. Q K  S  PL Donde S es la sección del es la presión manométrica en

orificio de salida. PL punta de lanza y K es 20

una constante que depende del modelo lanza se. Según esta expresión el caudal que da de unalalanza puede modificar variando cada uno de los factores. La norma UNE - EN 15182:2007 lanzas de manguera manuales destinadas a los servicios contra incendios define los siguientes tipos de lanzas: chorro pleno, (Tipo 1) Forma de chorro variable a caudal variable, (Tipo 2) Forma de chorro variable a caudal constante, (Tipo 3) Forma de chorro variable a caudal constante, seleccionable y (Tipo 4) presión constante (Subtipo 4.1 forma del chorro variable a presión constante y Subtipo 4.2 forma del chorro variable y caudal seleccionable a presión constante).

tres

Las en lanzas de chorro el diseñoa la más simple lanza que existe, no poseer obstáculos el recorrido delpleno agua, son le confiere misma el de máximo alcance, enalfunción del orificio de salida, se contemplan en la parte tercera de la norma UNE - EN 15182, pero están en desuso por los bomberos. Las lanzas multiefectos (Tipo 1) tienen la posibilidad de chorro variable. Este tipo de lanza presenta el inconveniente de que el caudal que proporciona la lanza varía al variar el chorro, así poco a poco se han ido sustituyendo por el siguiente tipo. Las lanzas de caudal constante (Tipo 2) tienen la peculiaridad de permanecer constante su caudal a una presión fija al variar el efecto. Las lanzas de caudal constante han evolucionado con la aparición de dos modelos; las selectoras de caudal (Tipo 3) y las lanzas automáticas (Tipo 4). Una lanza selectora de caudal (Tipomarcada 3) es aquella está diseñada de forma que si mantenemos la presión en punta de lanza por elque fabricante, podemos seleccionar cuatro caudales, con tan solo variar la sección de salida de la lanza21. Por lo tanto se modifica el producto (K·S) de la ecuación de descarga. Otra característica es que conserva el mismo caudal al variar el chorro, ya que está construida de forma que el orificio de salida que fija el caudal, sea independiente del dispositivo genere el chorro. Este tipo de lanza, al igual que 20

En esta K se tiene en cuenta las pérdidas de carga que genera la lanza y la relación entre las unidades de PL (bar) y Q (lpm), utilizadas en las lanzas según la UNE - EN 15182:2007. 21

El caudal marcado por el fabricante en la lanza para cada posición, depende de presión en punta de lanza

(PL) y depara la sección (KS) con la calibrado(KS) la lanza. Hayde queuna tener en cuenta que como la presión PL debe ajustarse cada selección, yaque quehaya si variamos al pasar posición a otra, veremos más adelante, la presión en punta de lanza se modifica.


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otras, dispone de una válvula manual, que en este caso solo sirve para cortar el paso del agua. Así pues, este tipo de lanza, dispone de tres controles independientes, uno destinado a regular el caudal (1), otro el tipo de chorro (2) y un tercero el paso del agua (3).

Las lanzas automáticas, también denominadas de presión constante, son aquellas que disponen de un mecanismo que mantienen constante la presión dentro de la lanza entre un amplio rango de caudales. La lanza regula automáticamente la sección de salida de la lanza para cada caudal seleccionado, estas lanzas mantienen un alcance fijo, independientemente del caudal, la distancia que llega el chorro, depende de ladepresión En este casopues la lanza tan soloa la dispone de dos mandos, el selector chorroque (1)esy constante. la válvula manual (2), que es la encargada de la regulación del caudal, para lo cual esta calibrada generalmente entre cuatro a seis posiciones. La ventaja de este tipo de lanzas, es que da el caudal marcado por la posición de la válvula de cierre, cosa que no ocurría con las lanzas selectoras de caudal, en la que además debíamos mantener la presión en punta de lanza dentro del rango especificado por el fabricante.

El fabricante de la lanza selectora de caudal proporciona una tabla con los datos del caudal que suministra la lanza en función de la presión en punta de lanza (PL) y de KS.


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Por ejemplo, para una lanza TURBOJET de AKRON TURBOJET

Q (lpm) PL (bar)

KS



25

45

5

7

8,5

19

42

50

57

37

83

95

106

59

132

150

170

88

197

230

254

44

98

115

129

87 136

197 310

230 360

254 401

180

409

475

530

El diseño de una lanza automática hace que la presión dentro de la lanza (PL) está comprendida en un estrecho intervalo, el fabricante suministra los datos de caudal y presión en punta de lanza para las distintas posiciones de la válvula de cierre, por ejemplo: LEADER MACH 3 (45 mm.) Posición

A

B

C

D

E

F

Q (lpm)

100

200

300

400

500

600

PL (bar)

3,7

4,4

5,0

5,4

5,6

5,7

La lanza formadora de cortina, a pesar de su nombre, no son propiamente lanzas, son unas boquillas especiales que poseen una pantalla, con forma de media luna a la salida del chorro de agua. Al chocar el agua contra este elemento, se esparce en forma de cortina, protegiendo la zona contra el calor radiante. Se emplea en maniobras de autoprotección en los incendios forestales. En el caso de que el fuego se encuentre cerca. Tiene el inconveniente del gran gasto de agua que representan. 4.4.- P ÉRDIDAS DE CARGA En la ecuación de la energía aplicada a la instalación hidráulica aparecía el término h j ó PC, este factor representaba la energía disipada por los elementos físicos que componen dicha instalación, incluyendo no solo el rozamiento del agua sobre las paredes de las


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mangueras, sino también con los elementos auxiliares (bifurcaciones, bridas reducciones, etc.) existentes. Denominamos pérdidas de carga esta energía disipada. Consideremos un deposito que se descarga por una tubería recta en la que hemos situado una serie de manómetros, si la llave está cerrada, los manómetros marcarán todos la misma presión, que será la altura de presión existente a la salida del depósito.

Si abrimos la llave, al agua empieza a circular con un caudal Q y como no varía la sección de la conducción, a lo largo de la misma habrá la misma altura de velocidad, por lo tanto los manómetros mancarán una altura menor ya que parte de la presión se habrá empleado en mover el fluido:

Esto es una situación teórica, ya que en la práctica comprobaríamos que lo que ocurre es que no todos los manómetros han perdido la misma altura sino que los más alejados del depósito han disminuido más:


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Esto es debido a las pérdidas de carga y lo primero que se observa es que aumentan con la longitud de la conducción. Si ahora aumentamos la velocidad de circulación del agua por la conducción, se comprueba que el descenso de la altura de los manómetros sería mayor:

Para una misma velocidad si aumentamos el diámetro de la conducción veremos que el descenso es menor.

Si cambiamos el material de la conducción por otro más rugoso veríamos que el descenso es mayor. También se puede demostrar que cuando más viscoso es el fluido la pérdida de carga es mayor. Resumiendo, las pérdidas de carga son directamente proporcionales a la longitud de la conducción, el caudal y la rugosidad del material, e inversamente proporcional al diámetro. Todas estas consideraciones se pueden resumir en la llamada ecuación de Darcy-Weisbach, que dice que: L v2 PC f   D 2g Donde: 

PC: pérdidas de carga en mca.



f : coeficiente de fricción, que tiene en cuenta la rugosidad del material y la viscosidad del fluido.


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

L: longitud equivalente de la instalación en metros, se entiende como la longitud física de la misma incrementada en un valor determinado, en función del número elementos auxiliares instalados. Este incremento esta tabulado.



D: diámetro de la tubería en metros.

v: velocidad de circulación del fluido en m/s  g: aceleración de la gravedad (9,81 m/s2). Esta expresión se puede poner en función del caudal: 

PC

16  Q 2 Q2 L v2 L 2 L 2 4 8f L f   = f   S  f    D  2  5  Q 2 D 2 g D 2 g D 2g  g D

Q: Caudal en metros cúbicos por segundo. Es decir, directamente proporcionales al cuadrado del caudal, al factor de fricción y a la longitud de una instalación e inversamente proporcionales al diámetro de la conducción a la quinta. El valor del factor f , depende del régimen de flujo que posea el fluido. Si el régimen es laminar, su valor es: f = 64 / Re Donde Re es el número de Reynolds. En elexclusivamente caso de que estemos régimen turbulento, que es lo habitual, el factor f no depende de Re ante y poruntanto su cálculo es más complejo. Lo más sencillo es el empleo de un gráfico denominado diagrama de Moody. Allí se muestran los resultados experimentales de f , en función del número de Reynolds y lo que se conoce como rugosidad relativa de la conducción. Dependiendo del material del que esta hecha la conducción se le asocia una rugosidad absoluta, valor dado por el fabricante mediante ensayos. El diámetro de la conducción dividido por este valor es precisamente la rugosidad relativa.

Luego el coeficiente de fricción depende del material de la tubería, de su sección por la rugosidad relativa, la velocidad y la viscosidad por el número de Reynolds. En la figura vemos en forma exagerada la rugosidad en la pared de una conducción. Se define el valor de la rugosidad absoluta ( como la altura promedio de los picos de las irregularidades existentes. Estos son los valores tipo para tuberías empleadas en sistemas de distribución de agua y en la industria:


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Plástico

0,0003 mm

Tubo extrudido

0,0015 mm

Acero comercial

0,0460 mm

Hierro galvanizado

0,1500 mm

Hormigón

0,1200 mm

Acero remachado

1,8000 mm

Estos valores son cuando la conducción está limpia, con el tiempo la rugosidad cambia por la corrosión o por la formación de depósitos de impurezas en la pared. Para hallar el factor de fricción f, usando el Diagrama de Moody hay que conocer la velocidad de circulación del fluido por la conducción (v), el diámetro de la tubería (D) para que con la viscosidad cinemática ( ), se pueda calcular el número de Reynolds (100.000 en el ejemplo). Por otro lado, el material con que está hecha la conducción nos delimita la curva de rugosidad relativa que deberemos usar (tubería lisa en el ejemplo). La intersección entre la vertical al valor del número de Reynolds y la curva nos da el valor de f buscado. (0,0178 en este caso).

4.5.- M ÉTODOS APROXIMADOS DE CÁLCULO DE LAS PÉRDIDAS DE CARGA Este procedimiento de cálculo de las pérdidas de carga puede resultar eficaz en el diseño de conducciones fijas de distribución de agua. Pero resulta poco práctico en el caso del análisis de las instalaciones hidráulicas de extinción, por ello se han ideado varios sistemas sencillos de hallar, de manera aproximada, las pérdidas de carga. A) El primer sistema de cálculo, se basa en expresar la ecuación Darcy-Weisbach de la siguiente forma:


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PC 

8f L K Q2 L 2      Q 2 5 10 10.000 100  g D

Donde PC se mide en bares, Q en litros por minuto y la longitud en metros. K es un factor que depende del diámetro de la manguera:

K

25

45

70

60

3,2

0,35

Por ejemplo, si por 100 metros de manguera de 25 circula un caudal de 100 lpm, luego las pérdidas de carga serán: 2 2 PC  K 25  Q  L  60  100  100  6 Bar 10 10.000 100 10 10.000 100

B) Se pueden emplear, si se disponen, tablas o gráficas confeccionadas por los fabricantes de mangueras que nos indican en función del caudal y del diámetro cual es la pérdida de carga. Estas gráficas se realizan mediante ensayos, midiendo las pérdidas de carga para distintos caudales. Como por ejemplo:

Las pérdidas de carga son independientes de la presión, siempre que las conducciones sean rígidas. En el caso de las mangueras al tener una mayor flexibilidad, se comprueba en estos ensayos que a partir de cierta presión, por encima de los 16 bar, la manguera se dilata aumentado de diámetro y por tanto disminuyendo el valor de la perdida de carga respecto a una conducción rígida del mismo diámetro por la que circula el mismo caudal. C) Otra forma esy un fijarcaudal una pérdida de carga paraforma: cada diámetro de manguera, 100 metros de longitud determinado de lamedia siguiente


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Diámetro

Q (lpm)

25

PC cada 100 metros bar

mca

90

3,6

36

45

250

1,5

15

70

500

0,55

5,5

Si no varía el diámetro, el cálculo de las pérdidas de carga para cualquier longitud de manguera y para un caudal distinto se sigue las siguientes reglas: 1) Las pérdidas de carga para una longitud (L) distinta de 100 m y un mismo diámetro y caudal: 100  PCL  PC 100 L 2) Si las pérdidas de carga para un diámetro, una longitud dada y un caudal Q 1 son PC1 para otro Q2 se cumple:

PC2

PC1 

Q 22 Q12

Por ejemplo, si por 100 metros de manguera de 25 circula un caudal de 100 lpm, luego las pérdidas de carga serán: 2

PC100

2

PC90  Q 22  3,6  1002  4,4 Q1

90

Bar

Por este método nos da un valor un 23 % inferior que el método A (6 bar), pero por su sencillez es el que se usa más generalmente por los servicios de extinción, y es el que utilizaremos en el apartado de cálculo de tendidos. 4.6.- P UNTO DE FUNCIONAMIENTO DE LA INSTALACIÓN Ahora vamos a proceder a un análisis cualitativo de la instalación hidráulica con el fin de explicar porque se producen los fenómenos observados durante las intervenciones. Supongamos que tenemos la instalación hidráulica básica con un desnivel positivo, si queremos que la lanza nos de un caudal Q y un alcance determinado deberá poseer una presión PL, por lo tanto la bomba debe dar: PB = PL + HG + PC


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La presión en punta de lanza PL en función del caudal y de la sección de salida es: PL

Q2 (K  S) 2

Esto significa que si queremos que la lanza nos dé un caudal Q deberemos saber el valor K·S fijado por el fabricante para saber la presión PL necesaria. Las pérdidas de carga PC, son iguales a: PC

8f L  5  Q2 2  g D

Si no variamos los elementos de la instalación, se pueden considerar f, L y D constantes, por lo tanto: PC K  Q 2 j

Donde K j es una constante que depende de la instalación. Sustituyendo los valores en función del caudal deseado: PB

Q2 1  HG  K j  Q 2  HG + (  K j )  Q 2 2 2 (K  S) ( K  S)

Esta expresión se conoce como curva resistente de una instalación, que puede ser representado gráficamente en función del caudal y de la sección S. Los puntos pertenecientes a esta curva, nos dan la presión que debe proporcionar la bomba para trabajar con las impuestas por la yinstalación queQ.exista una presión en condiciones punta de lanza (un alcance) salga porhidráulica, la misma, esundecir caudal Por otro lado, la PL curva característica de una bomba, nos da la presión en función del caudal y de su velocidad de giro. La intersección de ambas curvas nos da el denominado punto de funcionamiento de la instalación.


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Dada la instalación, trabajando con una lanza de sección de salida S, por tanto proporcionando el caudal deseado Q, implicará tener que fijar una determinada presión en punta de lanza, que nos fijará el alcance de la lanza. La intersección de la curva resistente con la curvatrabaja característica de la N bomba el punto A, en dicho punto la bomba a velocidad dandodetermina una presión HA yde funcionamiento un caudal QA. Si queremos variar este caudal, lo podemos hacer de dos maneras. Si queremos que aumente el caudal sin aumentar la sección, desplazaremos el punto de funcionamiento de la bomba al punto B acelerándola. En este caso aumentamos la presión en punta de lanza y por tanto el alcance. Si aumentamos el factor (K·S) de la lanza, la bomba trabajará en el punto C, aumentando el caudal y disminuyendo la presión de trabajo (PB). En este caso, la presión en punta de lanza (PL) disminuye también, ya que ha aumentado las pérdidas de carga (PC). El caudal extra que da la lanza lo obtenemos por aumento de sección. En cuanto a la velocidad de salida del agua ha disminuido.

5.-TENDIDOS FORESTALES 5.1.- T IPOS DE TENDIDO Los tendidos emplearos en las instalaciones hidráulicas de extinción de incendios forestales, tienen como característica principal su gran longitud, ya que la localización del incendio no siempre es accesible a los vehículos autobomba. Está generalizado el uso de la manguera de 25 mm, en estas instalaciones, que si bien tiene la desventaja de disponer de una mayor pérdida de carga, que hace que nos limite el caudal máximo que puede trasegar la instalación, se compensa con la facilidad en la realización del tendido. Además el uso de los medios aéreos de extinción, es una alternativa cuando se requiera un caudal mayor para contrarrestar el poder del fuego. Los tendidos forestales los poder agrupar en dos tipos principales: simple y múltiple. El tendido simple, es aquel en que la manguera sale directamente de la autobomba hasta la lanza, la progresión o ampliación del mismo se puede llevar a cabo de dos maneras, en la autobomba o el punta de lanza. El sistema de ampliación en autobomba, consiste en empalmar las mangueras junto a la bomba y progresar acarreándolas conforme avanza el punta de lanza.


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El sistema de ampliación en punta de lanza, consiste en progresar la instalación realizando la maniobra que se conoce como empalme en punta de lanza.

La maniobra se realiza siguiendo la siguiente secuencia (ver figura), tras cerrar la lanza se realiza un pinzado (1, 2, 3) en la manguera, así al desconectar la lanza (4) no se vacía la instalación. Ahora solo hay que empalmar otro tramo de manguera (5), y se suelta el pinzado para progresar la instalación. El sistema múltiple, consiste en colocar una manguera principal con bifurcaciones, cada cierta distancia, de las que parten líneas secundarias.


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5.2.- E JEMPLOS

DE CÁLCULOS DE TENDIDOS FORESTALES

5.2.1.- Fórmulas utilizadas en el cálculo de tendidos

Ecuación de línea

PB = PL + HG + PC PB: Altura de presión a la salida de la bomba. (PB/10 bar) PL: Altura de presión en punta de lanza. (PL/10 bar) HG: Altura geométrica. Desnivel existente entre la bomba y la lanza, puede ser positivo si hay que ganar altura o negativo si hay que perder altura. (HG/10 bar) PC: Pérdidas de carga en mca. (PC/10 bar) Pérdidas de carga (PC) Perdidas de carga de una manguera de diámetro 25 mm y longitud L, por el que circula un caudal Q: 2 PC L (Q)  3,6  Q  L 25 8100 100 5.2.2.- Calculo del volumen de agua necesario para llenar un tendido simple

Calcular la longitud máxima que puede tener la siguiente instalación, sabiendo que se trata de una manguera de  25 mm, con un presión en punta de lanza PL = 7 bar, un caudal de 50 lpm y una presión en la bomba PB = 12 bar. ¿Qué cantidad de agua será necesaria para llenar la instalación?


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Solución: 1) Aplicamos la ecuación de línea: PB  PL  HG  PC L (Q)  25

De aquí conocemos PB = 12 bar y PL = 7 bar y la altura geométrica entre la bomba y la lanza es la diferencia de cotas entre ambas HG = 130 – 100 = 30 mca = 3 bar, luego: PC L (50)  12  7  3  2 bar  25

Las pérdidas de carga serán como máximo: Q2

L

502

L

PC L25 (Q)  2 bar = PC 10025 (90)  902  100  3,6  902  100 

Despejando L: L

2  180,18 m  180 m 0,0111

2) Una manguera de 25 mm (r = 0,0125 mm) tiene una sección de: S = ·r2 = 3,14·(0,0125)2 = 0,00049 m3 Si su longitud es de 860 metros, cabrá un volumen de agua de: V = S25 · L = 0,00049 m2 · 180 m = 0,0882 m 3 = 88,2 litros 5.2.3.- Cálculo de un tendido simple descendente

Sea el siguiente tendido simple de  25 mm:


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Hallar la longitud máxima L de la instalación para que esté funcionando con los parámetros mostrados en la figura.

Solución: PB = PL - HG + PC 30 7  6  3,6 

Q2 L 1502 L   1  3,6    0,1  L  30  1  290 m 8100 100 8100 100

Por lo tanto: L = 290 m 5.2.4.- Cálculo de un tendido múltiple

Sea el siguiente tendido múltiple de  25 mm:

Calcular: 1.- La presión en las bifurcaciones P A y P B , así como la presión en la punta de la lanza 2 (PL2). 2.- ¿Qué factor K dispone la primera lanza para que esté dando un caudal de 100 lpm?

3.- Hallar la presión en la bomba PB.

Solución: 1.- Calculamos la ecuación de línea entre la segunda bifurcación y la lanza número 3: PB = PL3 + PCB3 + (AG3 – 1,5) = 7 bar + PCB3 + (4,5 – 1,5) = 10 + PCB3 2 PB  10  PC 25025 (60)  10  3,6  60  250  14 bar 8100 100


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Como la lanza número 2 está cerrada, las pérdidas de carga en el tramo son nulas, luego la presión PL2: PB

PL2  AG 2  PL2  7  14  PL2  14  7  7 bar

Luego: PA  PB  PC15025 (60)  1,5  14  3,6 

602 150   1,5  17,9 bar 8100 100

Por lo tanto: PA = 17,9 bar

PB = 14 bar

PL2 = 7

2.- La presión en la punta de lanza 2: PA = PL1 + PCA1 + AG1 = PL1 + PCA1 + 6 = 17,9 bar 502 250 17,9 bar  PL1  PC 25025 (50)  6  PL1  3,6    6  PL1  2,78  6  PL1  9,12 bar 8100 100 La ecuación de descarga de la lanza nos permite calcular el factor K:

Q1 K 1  PL1  K 1 

Q1



PL1

Por lo tanto:

50

 16,55  17

9,12

K 1 = 17 3.- Por el tramo entre la bomba y la primera bifurcación circula un caudal Q igual a: Q = Q1 + Q3 = 60 lpm + 50 lpm = 110 lpm Luego la presión en la bomba: PB  PA  PC 10025 (110)  17,9  3,6 

1102 100   23, 28 bar 8100 100

PB = 23,28 bar 5.3.- I NSTALACIONES

DE ESPUMA

La espuma como agente extintor en las instalaciones hidráulicas, genera al introducir aire enempleada una mezcla de un producto denominado espumógeno con agua se conocida


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como mezcla espumante. Los premezcladores o dosificadores de espuma son los dispositivos encargados de generar la mezcla espumante con la proporción recomendada por el fabricante. La mezcla espumante se conduce a través de las mangueras hasta llegar a los generadores de espuma, donde se le insufla aire produciéndose la espuma, que es aplicada sobre el fuego. Los dosificadores más antiguos, que aún se emplean, la mezcla se produce en la aspiración de la bomba o a la salida de la misma. Para lo cual entre la aspiración y la impulsión de la bomba, se crea un circuito (1-2) que tiene intercalado un estrechamiento (Venturi). El agua por la ecuación de continuidad sufre un aumento de la velocidad y por tanto la presión disminuye, llegando a valores manométricos negativos, si en este punto conectamos un tubo conectado a un deposito con espumógeno que se encuentra a presión atmosférica. Este será succionado mezclándose con el agua que circula por el conducto. Este premezclador se diseña para que fijando un caudal, nos dé una mezcla espumante en una proporción preestablecida. La desventaja de este sistema es que la mezcla espumante atraviesa el cuerpo de la bomba, siendo necesaria la limpieza posterior del mismo. Par evitar esto, existen unos premezcladores intercalados en la instalación de la manguera o en punta de lanza, algunos de ellos, provistos de un depósito para espumógeno. Hoy en día, se están empezando a emplear dispositivos electrónicos en los que el espumógeno se introduce directamente por medio de una bomba en la instalación, con la correspondiente ventaja que supone en cuanto a la precisión de la proporción de agua y espumógeno. Para lo cual, dispone de un sistema de control mediante un pequeño microprocesador, que con el valor que le da el sensor que mide el caudal de agua que trasiega la bomba, calcula el caudal de espumógeno necesario para conseguir la proporción deseada. Así, por ejemplo, si tenemos un caudal de 100 litros/min. de mezcla espumante y estamos trabajando con un espumógeno al 0,3% necesitaremos adicionar a 99,7 litros/min. de agua un caudal de 0,3 litros/min. de espumógeno. El procesador regula la velocidad de una bomba, que trasiegue el caudal de espumógeno calculado, el cual es inyectado a la salida o entrada de la bomba, dependiendo de la presión de trabajo de la bomba de espumógeno.


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Para la generación de la espuma a partir de la mezcla espumante, es necesario adicionar el aire. Esto se consigue mediante los llamados generadores de espuma. En el caso de que estemos trabajando con espuma de baja o media expansión22, el generador es un tubo por el que la mezcla espumante se hace pasar. En un extremo del mismo, se encuentra la cámara de expansión que está diseñada de tal forma, que genere una depresión por medio de un estrechamiento, que por efecto Venturi, hace que el aire entre a través de unas aberturas colocadas de forma radial. En esta cámara se forman las burbujas, que se expanden y se combinan formando la espuma, que es expulsada por el otro extremo del conducto. Este generador puede ser una lanza especial o un accesorio, que se coloca a una lanza convencional.

22

Se define una espuma como relación entre el volumen finalexpansión de la espuma producida y el volumen inicial la deexpansión la mezcla de espumante usada. Se la dice que una espuma es de baja si este coeficiente está comprendido entre 3 y 30, de media expansión entre 30 y 250 y de alta expansión entre 250 y 1.000.


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APENDICE: CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DE LOS INCENDIOS FORESTALES

Geometría del frente de un incendio Longitud de la llama (L), altura (H), profundidad (D) y anchura del frente (F)

Se define Intensidad lineal del frente del incendio o Intensidad de Byram (IB) a la energía desprendida por un incendio por unidad de tiempo (potencia) y longitud de frente. Este valor se puede calcular por: Donde:

IB = HC · mc · v

IB Intensidad lineal del frente del incendio (Kw/m) HC Poder calorífico del combustible (KJ/Kg) mc Masa de combustible quemado por unidad de superficie (Kg/m 2). v Velocidad de avance del frente del incendio forestal (m/s) De los tres factores de que depende este parámetro, el poder calorífico del combustible es un valor bastante homogéneo, por lo tanto la intensidad depende de la carga de combustible y de la velocidad de avance del incendio. La carga de combustible tiene unos valores comprendidos entre 0,1 – 14 Kg/m2 (1-140 t/Ha) y la velocidad de propagación se gradúa según la siguiente clasificación: Clasificación v (m/min) Lenta <2 Mediana 2 - 10 Alta 10 - 40 Muy Alta Extrema

40>70 - 70


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Por medio de ensayos es posible estimar los siguientes valores de IB, en función del tipo de combustible, la velocidad de propagación y la carga de combustible, como ejemplo veamos algunos datos: Rango de variación v (m/min) IB (Kw/m) Altura (m)

Combustibles forestales A) Pastizales y regenerados (repoblado) Gramíneas agostadas (INIA) Gramíneas y acículas (INIA) Pastizales Pastos de Brachbypodium ramasur Regenerado de P. radiata B) Matorrales y arbolado en monte bravo Matorral gallego (LOURIZAN) Aulagares de Ulex parviflourius Brezales de Calluna vuylgaris Matorral de Q. coccifera Matorral esclerófilo (fynbos) y hojarasca C) Bosques, arde sotobosque Bosques gallegos de Eucalipto (LOURIZAN) Pinares portugueses de P. pinaster Pinares maduros de P. banksiana Masas de pinos americanos con matorral Masas de Q. rubra Acícula, gramíneas y ramillas de P. pinea (INIA) Hojarasca de P. pinea (INIA) D) Restos de podas y cortas Restos de cortas de Eucalipto (INIA) Restos de P. radiata Restos de P. ponderosa Restos de Resinosas y Frondosas americanas

0,4 – 2,00 0,7 – 6,8 0,2 – 20,7 0,4 – 1,3 1,2 – 1,7

16 - 979 1.121 – 1.212 64 – 482 20 - 605

0,26 – 1,10 0,80 – 1,40 0,12 – 1,53 -

0,9 – 11,9 0,2 – 2,3 0,1 – 2,0 1,2 – 3,6

294 – 6.322 82 – 2.500 43 – 1.112 487 – 1.462

1,9 – 8,0 -

2,4 – 53,4 0,3 – 0,4 0,3 – 2,8 0,5 – 15,4 5,3 – 16,3 1,4 – 11,2 0,3 – 2,7 0,2 – 5,4

525 – 20.709 108 – 1.405 39 – 812 134 – 7.964 355 – 2.750 140 – 1.330 77 – 671 31 – 1.167

2,8 – 7,0 0,50 – 1,80 0,25 – 2,50 0,46 – 2,51 0,50 – 1,25 0,33 – 1,0

0,2 – 1,6 0,1 – 9,2 0,2 – 2,3 0,5 – 3,0

393 – 4.867 507 – 14.245 183 – 1.170

0,88 – 3,0 0,8 – 2,8 0,3 – 2,59 0,92 – 1,33

Por lo tanto para un determinado combustible forestal dependiendo de la velocidad de propagación la intensidad lineal del incendio varía entre dos extremos importantes, por ejemplo una zona de aulagares de Ulex parviflourius puede variar entre 82 y 2.500 Kw/m, según el avance del fuego sea de 0,2 ó de 2,3 m/min. Esta velocidad depende de factores topográficos (pendientes) y climáticos (velocidad del viento).


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ORIENTACIÓN Y CARTOGRAFÍA BÁSICA APLICADA A SITUACIONES DE EMERGENCIA (J.M SUAY) 1. LA FORMA DE LA TIERRA La Tierra posee una forma geométrica irregular que no se ajusta exactamente a ningún cuerpo geométrico conocido. Como primera aproximación se supuso que nuestro planeta tenía la forma de una esfera, pero tras numerosos trabajos se concluyó que la forma de la tierra se podía ajustar a un elipsoide de revolución, aplastado por los polos.

Geoide

Elipsoide

Un elipsoide es el cuerpo geométrico que se genera al girar una elipse sobre uno de sus ejes.

Se define achatamiento a la relación: ab b Donde a es el semieje mayor y b el semieje menor del elipsoide. 


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En 1924, la Asamblea internacional de geodesia y geofísica, reunida en Madrid , adoptó como forma que más de ajustaba a la forma de la Tierra el elipsoide internacional de referencia, al definido por el norteamericano Hayford (1868, 1925) en 1909, que tiene las siguientes dimensiones: Semieje mayor o radio ecuatorial (a): 6.378.388 m. Achatamiento (): 1/297.0 Semieje menor o polar (b): 6.356.909 m. Esta aproximación sería, cierta si las masas internas del planeta fueran homogéneas. Pero como no sucede esto, se define otra superficie física real denominada geoide, que es la superficie que tendría la Tierra definida por los mares en calma idealmente prolongada por debajo de los continentes. Esta superficie se puede hallar por medio de mediciones del campo gravitatorio terrestre. El problema es que tampoco se ajusta a una superficie geométrica conocida representada por medio de una fórmula matemática, cosa que si ocurre con un elipsoide. Por lo tanto lo que se hace es definir un punto, denominado datum, donde se hace coincidir el elipsoide y el geoide.

A partir del mismo se sitúan, con una gran precisión, una red de puntos fijos, que tienen una representación material en la superficie real de la Tierra. Tales puntos reciben el nombre de vértices geodésicos. Estos puntos estarán referidos a una de las superficies definidas, ya sea el geoide o el elipsoide. Pero como un elipsoide es una figura que puede ser representada algebraicamente mediante una fórmula, los vértices geodésicos se refieren al mismo para poder tratarlos posteriormente con más facilidad. A partir de los vértices geodésicos, resto de los sobre la superficie terrestre se trasladan a laplano. superficie del elipsoide, queel por medio depuntos las proyecciones cartográficas se representa en un En el elipsoide de referencia a los puntos de intersección del eje menor con la superficie, se denominan polos. Al círculo máximo resultante de la intersección de un plano que contenga al eje de revolución se denomina meridiano. Todo plano perpendicular a eje de revolución, genera sobre el elipsoide los paralelos. La intersección del plano que siendo perpendicular al elipsoide pasa por el centro del mismo se denomina ecuador, que divide a la tierra en dos hemisferios, el norte y el sur. El primer meridiano es un meridiano elegido por convenio como origen de la longitud23. Ver apartado: Coordenadas geográficas.

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2. CARTOGRAFÍA La cartografía es la ciencia y arte de confeccionar mapas, entendiendo como tal una representación a escala de las características correspondientes a una parte del globo terrestre, desarrollada sobre una superficie plana. Un mapa tiene una serie de características que lo definen como tal, siendo las más importantes: el sistema de proyección empleado, la representación de la planimetría mediante la escala, los signos convencionales y el uso de las curvas de nivel, para representar la altimetría del terreno. En mucha ocasiones se confunde el concepto de mapa y plano. Los planos son representaciones cartográficas en los cuales no se tiene en cuenta la esfericidad terrestre, por tanto, se emplean en general para representar zonas reducidas de la Tierra. Los mapas si tienen en cuenta la esfericidad terrestre. 2.1.- P ROYECCIONES CARTOGRÁFICAS Un mapa, lo hemos definido como una representación plana de la superficie terrestre, ajustada a un elipsoide. Esta forma geométrica, al igual que una esfera, no se puede desarrollar en un plano. Esto quiere decir que no podemos dibujar una figura en un plano y luego plegarla para que de un elipsoide. Cosa que si lo podemos realizar con un cono o un cilindro (ver figura siguiente). Por tanto, para pasar de la superficie del elipsoide que representa la Tierra a la del mapa necesitamos establecer unas correspondencias que reciben el nombre de sistemas de proyección cartográficas. Por ejemplo, podemos proyectar los puntos de la superficie terrestre sobre un cilindro y después desplegar el cilindro sobre el que se ha realizado la proyección para obtener una superficie plana, que sería el mapa. Esta operación de pasar de una esfera a un plano se realiza mediante complicadas operaciones matemáticas.


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Cuando una superficie curva se transfiere a un plano, modifica su geometría y la distorsiona. Pero existen algunas transformaciones que mantienen una o varias propiedades inherentes a la superficie. Dependiendo de la extensión y ubicación de la zona a representar en un mapa, se escoge un tipo de proyección u otra. Así que, teniendo en cuenta las características geométricas que queramos conservar y las que no, ya sean ángulos, áreas, distancias o direcciones a representar en el mapa, no pueden conservarse simultáneamente todas. Porenlolas tanto, tendremos que decidir cuáles de ellas conservar, en detrimento de la distorsión restantes.

En función de la propiedad o atributo que se conserva, las proyecciones podemos clasificarlas en conformes, equivalentes y automecoicas.


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Se dice que una proyección es conforme, cuando se conservan los ángulos del terreno (dos rectas que se cruzan con un cierto ángulo en el terreno, sus homólogas en el plano se cortaran bajo ese mismo ángulo). Este tipo de proyección es muy utilizada en los mapas empleados en navegación aérea o marítima, ya que los rumbos trazados sobre el mapa tienen correspondencia en la superficie terrestre. Por ejemplo si el Norte con el Este forma un ángulo de 90º en la Tierra, sobre el mapa el ángulo entre el Norte y el Este formarán 90º. Las proyecciones conformes más utilizadas son cuatro: la de Mercator, la transversal de Mercator (UTM), la cónica de Lambert y la estereográfica. En las proyecciones equivalentes, el mapa conserva las áreas del terreno; estas y sus homólogas en el mapa presentarán la misma área, teniendo en cuenta el factor de escala del mapa. En las proyecciones automecoicasse conservan las distancias en ciertas direcciones, no en todas. En función de la figura geométrica que se elija para representar a la Tierra: un cono o un cilindro, pueden cortarse extenderse sobre una superficie plana, o un plano. Podemos clasificar lasque proyecciones en tresy grupos fundamentales: cónicas, cilíndricas y planas.

Proyecciones cilíndricas. Se considera que la superficie del mapa es un cilindro, secante o tangente a la esfera, que rodea al globo terráqueo. Los meridianos y paralelos son líneas rectas que se cortan perpendicularmente entre sí. El mapa resultante representa la

superficie del mundo como rectángulodesigual. con líneas equidistantes longituda lay líneas paralelas de latitud conunseparación Los paralelas meridianos se deforman,de debido curvatura del globo terráqueo, cerca de los polos. Los paralelos próximos a los polos aparecen cada vez menos espaciados entre sí. Las áreas se van distorsionando, a medida que se acercan a los polos. Ejemplo de este tipo de proyección es la de Mercator. Proyecciones cónicas. Se obtienen al proyectar la superficie esférica sobre un cono tangente o secante a la esfera. Los meridianos son líneas rectas que convergen en el polo y los paralelos, circunferencias concéntricas con centro en él. No se puede representar el globo terráqueo completo. Cuando el cono es tangente al globo en uno o varios paralelos base, el mapa resultante es muy preciso a lo largo de esos paralelos y áreas próximas, pero la distorsión aumenta progresivamente a medidaque quesenos alejamos de ellos. Un ejemplo es la proyección cónica conforme de Lambert, utiliza frecuentemente para representar países o continentes pequeños como Australia o Europa. Pág. 90 http://slide pdf.c om/re a de r/full/mod-3-funda me ntos-te c nic os-de -la -extinc ion-de -inc e ndios

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Proyecciones planas. Se obtienen al proyectar la superficie esférica sobre un plano. Pueden ser polares (plano tangente al polo), ecuatoriales (plano tangente a un punto sobre el ecuador) u oblicuas (plano tangente a un punto cualquiera entre el polo y el ecuador). Son las que representan mejor las zonas polares. Las deformaciones aumentan a medida que nos alejamos del punto de tangencia. Ejemplos de este tipo de proyección es la gnomónica, la equivalente de Lambert, la ortográfica, la poliédrica y la estereográfica. Proyección Mercator Se empezó a usar en el siglo XVI, y es la que mejor reproduce la forma de continentes y océanos. Sin embargo las superficies aparecen de una forma muy distorsionada y falseada. Es el mapamundi más utilizado

Proyección cónica de Lambert Creada por Lambert en 1772. Proyección matemática con un paralelo de referencia que se utiliza en mapas de pequeña escala para los atlas. Resulta adecuada para representar continentes.

Proyección estereográfica Es un sistema de proyección conocido ya en la antigüedad clásica. Se obtiene proyectando el globo sobre un plano mediante un foco situado en las antípodas del punto de


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contacto del globo, con el plano de proyección. Tanto los meridianos como los paralelos son círculos. Es una proyección conforme cuya deformación aumenta simétricamente hacia el exterior a partir del punto central. Todos los círculos sobre la superficie aparecen como círculos en la proyección. Se usa en los mapamundis que se representan los dos hemisferios, en los mapas de estrellas y en los mapas geofísicos. Puede ser polar, ecuatorial (ver figura) y oblicua. Los círculos máximos que pasan por el centro son líneas rectas.

Proyección de Peters


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Representa las verdaderas superficies de los continentes u océanos, por lo que es posible comparar superficies dentro del mapa. La forma de los continentes y océanos está distorsionada. Proyección Bonne

Al margen de estas proyecciones, existen muchas otras. Hoy en día, la mayor parte de los mapas se elaboran a partir de proyecciones modificadas o combinadas, muchas veces con varios puntos focales con el fin de corregir el máximo de distorsiones en ciertas áreas seleccionadas, aunque ello lleve a que se produzcan otras nuevas deformaciones en lugares a los que se concede importancia secundaria, como pueden ser las grandes extensiones de mar. 2.2.- P ROYECCIÓN UTM. La Proyección Universal Transversa Mercator (UTM) es el sistema de representación oficial para toda la cartografía que se edita en España. Esta proyección considera a la Tierra con la forma del Elipsoide Internacional de referencia de Hayford, tangente interiormente a un cilindro, cuyo eje se sitúa en el plano del ecuador.


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Para evitar las deformaciones que se producirían conforme nos alejamos del punto de tangencia, solo se proyecta zonas de 6º de amplitud siendo el meridiano tangente al central de estos 6º, es decir, la proyección abarca 3º Este y 3º Oeste. De esta forma y para una zona vecina se Conseguiremos supone girada laasíTierra respecto alsea cilindro proyectar 3º Oeste. que lacon deformación mínima6º,y volviendo en toda la azona igual. 3º Este y Proyectando los puntos de la superficie de la Tierra sobre el cilindro, según una ley determinada, y después desarrollándolo, nos aparece sobre el mismo, una figura de proyección con forma de huso, cuyos meridianos límites están separados 6º y marcados los paralelos de 8º en 8º hacia el norte y hacia el sur del ecuador. Queda por tanto la tierra dividida en 60 husos iguales. La proyección así construida es conforme, siendo el meridiano central de cada huso automecoico y representado por una línea recta.


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2.3.- E SCALAS Y TIPOS DE ESCALAS Todos los mapas están representados a escala, esto significa que hay una relación entre el tamaño de lo representado y su tamaño en la realidad. Por tanto, la escala de un mapa corresponde con la relación existente entre la distancia de dos puntos de la superficie terrestre y la distancia correspondiente a dichos puntos representados en él. Las escalas se pueden dar en forma numérica, como por ejemplo: 1:25.000, cuyo significado es que una unidad en el mapa representa, 25.000 en la superficie real24 o bien de forma gráfica, mediante un segmento dividido, según la longitud del mapa que corresponde con las unidades de distancia reales.

Normalmente se suelen manejar escalas grandes, como es la 1:10.000 en callejeros y planos de detalle, escalas medias como la 1:25.000 en los incendios forestales, y escalas pequeñas de 1:100.000 o 1:200.000 en los mapas provinciales. Los mapas se encuentran orientados de tal forma que el Norte Geográfico se encuentre situado en la parte superior del plano, el Norte magnético suele representarse mediante un símbolo, normalmente una flecha, en la cual se especifica el valor de la declinación magnética. 2.4.- R E PRESENTACIÓN

ALTIMÉTRICA

2.4.1.- Curvas de nivel

La representación de la orografía del terreno en un mapa se realiza por llamadas curvas de nivel. Para lo cual se suponen los elementos que configuran la corteza terrestre seccionada por planos horizontales imaginarios, equidistantes y paralelos a uno de referencia. Las curvas resultantes de esta intersección, proyectadas sobre el plano, es lo que se conoce como curvas de nivel. El valor de la altitud o cota de la curva,

24

1:25.000 (1 cm = 250 m); 1:50.000 (1 cm = 500 m); 1:100.000 (1 cm = 1 Km)


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respecto al plano de referencia25 que denominamos cota cero, se representa en el mapa mediante un número asociado a la misma.

Se llama equidistancia a la distancia medida verticalmente, entre los planos que generan las curvas de nivel, en los mapas a escala 1:25.000 esta equidistancia es de 10 metros. Denominaremos desnivel entre dos puntos a la diferencia entre sus altitudes o lo que es lo mismo, a la diferencia de cota entre las dos curvas, que pasan por los puntos. Llamaremos línea de máxima pendiente entre dos curvas de nivel, al segmento de menor longitud, que une dos puntos de dos curvas consecutivas.

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En España nivel medio del mar en Alicante.


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Se llama pendiente del terreno, expresada en tanto por cien, entre dos puntos separados una distancia D y un desnivel H a la relación:

p(%) 

H  100 D

Se denomina perfil longitudinal a la intercesión de una alineación con la superficie del terreno. Su trazado se realiza de la siguiente manera: Se dos dibuja la alineación que une1los puntos entre los cuales se quiere hallar el perfil. La recta que lo une será la intersección del plano longitudinal y el plano del mapa. 2 Se señalan los puntos de intersección de la traza del plano con las curvas de nivel. 3 Se traza eje de coordenadas cuya unordenada representa la cota de los puntos hallados y la abscisa la distancia entre los puntos, todo ello a la escala adecuada. 4 Se sitúan los puntos en el eje de coordenadas y se unen esos puntos. 2.4.2.- Interpretación de las curvas de nivel


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Las curvas de nivel tienen una serie de condiciones por definición, así las curvas de nivel son líneas cerradas, sin influir los límites del dibujo, no deben cortarse ni pueden bifurcarse. Si las curvas de nivel están muy juntas, indica la existencia de una fuerte pendiente y por el contrario si están más separadas, indica una pendiente más suave.

Si las curvas de nivel son concéntricas y las cotas de las mismas son ascendentes hacia el centro, estaremos representado una cumbre o cota. Puesto que la equidistancia no tiene porque ser múltiplo de la altura de la elevación, ocurrirá que en la curva central no acabará la elevación y sin embargo será menor que dicho valor, en estos casos se señala la cota máxima por medio de un punto con el valor de dicha altura o por medio de un triángulo si la elevación es un vértice geodésico. En el caso de que las curvas concéntricas, tengan sus cotas asociadas descendientes hacia el centro, tendremos la representación de una sima o depresión. Los salientes o crestas son ondulaciones del terreno que presentan convexidad al observador. Todo saliente tiene dos vertientes y se reconocen porque las curvas de menor cota envuelven a las de mayor cota (ver figura). Los entrantes o vaguadas son ondulaciones del terreno que presentan concavidad al observador. Se reconocen en el plano porque las curvas de mayor cota envuelven a las de cota menor (ver figura). Entre dos crestas encontramos siempre una vaguada, encontrándonos esta sucesión en las laderas o vertientes de las montañas.


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Un collado o puerto es una formación compuesta de dos crestas y dos vaguadas unidas de la forma mostrada en la figura

2.4.3.- Tintas hipsométricas y sombreados

Aparte de las curvas de nivel se puede emplear para representar la orografía del terreno las tintas hipsométricas y el sombreado. Las tintas hipsométricas, tienen utilidad en mapas de escalas pequeñas, a partir de 1/500.000 y en los Atlas. Consiste asignar a las zonas de altitudes limitadas por curvas de nivel, un color distinto, de acuerdo con un criterio sistemático. Lo normal es establecer una escala de altitudes, en metros, de 0, 100, 200, 400, 600, 1000, 1500, 2500 y 3000 m, o

también ser ade:las0,gamas 100, 200, 500, 1000, 2000 y 4000 m. puedes En cuanto de colores se emplean los verdes en las zonas más bajas y disminuye su intensidad hasta llegar a una altura que comienza el siena claro hasta llegar al siena oscuro. Las cotas más altas se representan en blanco, simulando las nieves perpetuas. Para la representación de profundidades marinas se emplea el azul, aumentando su intensidad con la profundidad. En muchos mapas se introduce el sombreado para dar mayor sensación de relieve.


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2.5.- S IMBOLOGÍA EN LOS MAPAS Para que la gran cantidad de información que contiene un mapa sea fácilmente legible, se utilizan una serie de símbolos, sombreados y colores convencionales. Su significado suele mostrarse en la leyenda del mapa, aunque la frecuencia de su uso ha permitido la aceptación generalizada de algunos elementos, así por ejemplo los cursos fluviales y masas de agua se representan de color azul, los núcleos urbanos con puntos, las explotaciones mineras con dos martillos o picos cruzados, etc.


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2.6.- L A HIDROGRAFÍA Se representa en color azul y corresponde a la planimetría de las aguas. Hidrografía marina

Para no dejar la zona marina en blanco se emplea, hace tiempo, lo que se conoce como el denominado dibujo de aguas, que consiste en hacer líneas paralelas a la costa y la distancia entre ellas se iba aumentando a media que se separaba de la costa. Actualmente esta forma de representar el mar se ha sustituido por fondo azul en donde se dibujan las curvas de nivel de profundidad. Hidrología interna. Las corrientes naturales de agua son los ríos, arroyos, torrentes y vaguadas. La forma de representarlos depende de la anchura del elemento a representar, ya que si es inferior a la escala del mapa se dibuja una línea sencilla azul, pero si la anchura del río es lo suficientemente ancha como para poder representarlo a la escala del mapa, se representan los márgenes del río en sus grandes crecidas, aunque en la mayor parte del año el ancho del río es menor.


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Las corrientes naturales permanentes, aunque puedan secarse en la época de verano, se representan mediante una línea continua. Las Intermitentes, que sólo llevan agua cuando llueve, se representan con trazos discontinuos azules. En la interpretación de los mapas en ocasiones se plantea la duda de averiguar el sentido denivel los ríos, ocurredeenconfluir zonas muy llanas, para saberlo hayprincipal, recurrir anormalmente la forma de las curvas de o a esto la forma un río secundario con uno se forma un ángulo entre el afluente y el principal. Los canales y acequias, son corrientes artificiales por lo que suelen tener un trazado más regular que las corrientes naturales, por eso, se usa un símbolo distinto en su representación. Los lagos, charcas y pantanos se representan con un relleno de de color Cuando se representan las curvas nivelazul. del terreno sumergido éstas son de color azul, mientras que la superficie que no se sumerge se representa con curvas de nivel de color siena. El dibujo de los glaciares, que son escasos en España, se hace con un color azul en las curvas de nivel, indicando las morrenas26 más visibles y las grietas principales. 2.7.- V EGETACIÓN Y CULTIVOS la representación cartográfica se emplean signos convencionales de forma que se imita elPara cultivo visto desde el aire.

Se pueden dividir los usos del suelo en seis grupos: Bosques: El criterio de considerar una superficie de bosque es muy subjetivo. En principio se puede considerar bosque cuando hay una densidad suficiente de árboles, la mitad de la superficie considerada, y éstos tienen una altura superior a la de una persona. Al bosque se le denomina también “monte alto” y su signo convencional es el de un bosque visto desde el aire. Se distingue el bosque de coníferas (pinos, cipreses, abetos, etc.) con el signo de triángulos, imitando a dicho bosque; el bosque de árboles caducos con signos redondeados.

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Las

morrenas

son las piedras y barro acumulados por un glaciar en su desplazamiento.


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Matorrales: Si la altura del arbolado no excesiva se puede incluir en la categoría de “monte bajo”. El signo convencional es parecido al “monte alto” pero más pequeño y espaciado. Hay que tener en cuenta que actualmente un “monte bajo” puede ser en un periodo corto de tiempo un “monte alto”. Por eso hay que tener cuidado a la hora de representarlo en la cartografía, puesto que si no se tiene en cuenta este tipo de circunstancias el mapa puede quedar anticuado en pocos años. Cultivos arbóreos: Los árboles que se plantan para recoger su fruto tienen signos distintos al del bosque. Cada tipo de árbol tiene un signo distinto, entre ellos destacan los olivos, naranjos, viñas, etc. Cultivos herbáceos: Entre ellos destacan los cereales o terrenos de labor y se representaban antiguamente en color negro, pero empastaban demasiado el mapa y en la actualidad se han suprimido. Praderas: También se designan como “erial a pastos” y en la actualidad se han eliminado, puesto que al hacerse los mapas por métodos fotogramétricos no se diferencia en la fotografía el suelo de pradera y el de cereal. Improductivo: En este grupo están los terrenos que debido a sus características físicas no son aptos para ningún cultivo; entre ellos destacan las dunas arenosas, zonas pantanosas, roquedo y lavas volcánicas. 2.8.- G EOGRAFÍA HUMANA . La acción del hombre sobre la naturaleza es continua y por tanto esto hace que la cartografía sea un producto vivo que cambia constantemente. Por tanto es conveniente tener en cuenta la fecha de edición del mapa. Los principales campos de actuación del hombre son la edificación, vías de comunicación y divisiones administrativas. Edificación. En mapas españoles aparece en color rojo, en mapas europeos en color negro. El color rojo intenta simular las tejas de las casas y cartográficamente tiene la ventaja que es más llamativo y permite escribir toponimia encima. Núcleos de población. Están formados por agrupación de casas o edificios. A escalas grandes se pueden representar los edificios con todo detalle, en cambio en mapas a escala pequeña (1:200.000), se emplea la generalización con los signos convencionales para representar los núcleos de población. Estudiando un plano de población se puede saber cómo se ha ido desarrollando la ciudad, desde los barrios antiguos (calles estrechas e irregulares) hasta los ensanches y grandes avenidas, zonas industriales, barrios residenciales, etc


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Edificación aislada. Un edificio de 10 por 10 metros a escala 1:1.000 aparece como un cuadrado de 1 por 1 centímetro, pero ese mismo edificio a escala 1:5.000 tendría una representación de 2 por 2 mm. Lo cual hace imposible su representación a escala. Cuando el edificio debe ser representado por su importancia, se hace a través de un signo convencional que debe aparecer en el cuadro de signos convencionales del mapa. En dicho cuadro figuran entre otros los signos convencionales de casa, corral, cementerio, ermita.

Vías de comunicación Antes de leer un mapa se debe consultar el cuadro de signos convencionales la representación de las vías de comunicación. En los mapas encontramos representadas: Las carreteras: Existen cinco tipos de carreteras: Autovías y autopistas: doble línea gruesa roja y línea fina en medio. Carreteras nacionales o de primer orden: se representan en rojo. Carreteras comarcales o de segundo orden: se representan en verde. Carreteras locales o de tercer orden: se representan en amarillo. Las pistas o caminos: se representan en negro. Los puentes y viaductos se representan si la escala lo permite y si no se emplea su signo convencional. Las carreteras en construcción se dibujan en línea discontinua. Los caminos: Los caminos son vías de comunicación que no tienen firme y en el Mapa Topográfico Nacional se representaban en color negro y se distinguía entre sendas, caminos de herradura y caminos carreteros. Las vías de ferrocarriles, se distinguen los ferrocarriles por la anchura de las vías (A.V.E., ancho español, F.E.V.E.), así como por el número de vías (doble o sencilla) y el hecho de estar electrificado o no.


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Las líneas eléctricas, se representan en los mapas dependiendo de la escala de éstos y del voltaje de la línea eléctrica. Así por ejemplo, un tendido eléctrico de 110 KV aparecerá en un mapa a escala 1:50.000 o 1:25.000 y no a 1:100.000.

3.- SISTEMAS DE COORDENADAS

Un sistema de coordenadas es un conjunto de valores que permiten definir unívocamente la posición de cualquier punto de un espacio. Las más habituales son las coordenadas cartesianas, las cilíndricas y las esféricas.

Las coordenadas cartesianas son un sistema de referencia respecto a dos ejes (plano), o tres ejes (en el espacio), perpendiculares entre sí (plano y espacio), que se cortan en un punto llamado origen de coordenadas. En el plano, las coordenadas cartesianas (o rectangulares) X e Y se denominan respectivamente abscisa y ordenada. En el espacio se añade la altura Z. Las coordenadas cilíndricas son un sistema de coordenadas que definen la posición de un punto del espacio mediante un ángulo ( ), la distancia ( ) con respecto al eje Z y la altura (z) respecto al mismo eje.


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El sistema de coordenadas esféricas se utiliza para determinar la posición espacial de un punto mediante una distancia (r) y dos ángulos: el ángulo polar o colatitud y el azimuth . Pero para situar un punto sobre la superficie de la Tierra se suelen utilizar tres tipos de coordenadas, que se basan en las anteriormente descritas, que son las geográficas, UTM y locales. 3.1.- C OORDENADAS GEOGRÁFICAS Por medio de las coordenadas geográficas, la situación del punto se lleva a cabo por la intersección de un meridiano con un paralelo, los cuales se definen por las coordenadas denominadas: Longitud y Latitud .

Longitud es la distancia angular de un punto tomada sobre el plano ecuatorial, entre los 0 - 180º hacia el este u oeste respecto del meridiano de Greenwich. Latitud la distancia angular perpendicularmente a un plano ecuatorial de referencia, de 0 es a 90º hacia el norte o el tomada sur, contada para un lugar determinado. Los puntos de latitud norte se dicen que se encuentran en el hemisferio norte y los de latitud sur son del hemisferio sur .

3.2.- C OORDENADAS UTM En la proyección UTM se transforman las coordenadas geográficas, longitud y latitud de un punto sobre la superficie de la Tierra, en otras de tipo cartesiano, en el plano de proyección (mapa). Los puntos en este sistema se definen por un tipo de coordenadas con orígenes distintos para el hemisferio Norte y el hemisferio Sur.


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Para el hemisferio norte se toma como origen un punto situado en el ecuador y determinado por la intersección de una paralela al meridiano central del huso, distanciada 500 Km. Para el hemisferio sur se toma como origen un punto situado en la misma perpendicular Km por debajoaldeecuador éste. desde el punto antes definido para el hemisferio norte pero 10.000 Esto se hace para que las coordenadas sean positivas en los dos hemisferios. Los husos obtenidos en la proyección generan una cuadrícula, donde las 20 filas, denominadas zonas, de 8º de amplitud se identifican con una letra del alfabeto desde la C, exceptuando la I y la O pare evitar confusiones, hasta la X. Los husos van numerados del 1 al 60 empezando a contar desde el meridiano 180º hacia el este.

Cada cuadrícula del huso se divide a su vez en rectángulos de 100 Km (cuadrícula cienkilométrica), que se identifican por una combinación de dos letras. Estos rectángulos se dividen sucesivamente hasta la obtención de las hojas de los mapas a gran escala.


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Las coordenadas UTM se identifican mediante unas cifras que podemos encontrar impresas en los bordes del mapa topográfico español, en color azul. La cuadrícula se configura para que formen cuadrados de un kilometro de lado. Así para determinar las coordenadas de un punto sobre el mapa, solo tendremos que seguir los siguientes pasos: 1. Localizar el punto que queremos determinar sus coordenadas (ejemplo: “Casa de Alenda”) 2. Se anota el número que aparece en el borde vertical del mapa (coordenada Y) más próximo por debajo del punto a determinar (ejemplo: 4247). 3. Se divide verticalmente en diez partes la cuadrícula donde se encuentra el punto y se mide la distancia a la recta horizontal al punto, estimando las centésimas (ejemplo: 0,75). 4. Se anota el número que aparece en el borde horizontal del mapa (coordenada X) más próximo a la izquierda del punto a determinar (ejemplo: 703).

divide horizontalmente en diez partesestimado la cuadrícula dondenecesario se encuentra el punto y se mide5.laSedistancia a la recta vertical al punto, si fueran las centésimas (ejemplo: 0,9). Pág. 109 http://slide pdf.c om/re a de r/full/mod-3-funda me ntos-te c nic os-de -la -extinc ion-de -inc e ndios

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Valor de las coordenadas UTM: X = 703,90

Y = 4247,75

3.3.- C OORDENADAS LOCALES

Si nos encontramos en un lugar determinado de la Tierra, podemos definir un sistema local de coordenadas que nos permitirárespecto localizaralotro punto, situado en el mismo plano, tan solo indicar un ángulo horizontal Norte y una distancia. En el caso quecon el punto no se encuentre en el mismo plano necesitaremos además de un ángulo vertical. El origen de los ángulos horizontales se denomina Norte. Dependiendo de la forma en el que se mida dicho norte podemos distinguir: Norte Geográfico (Ng): es la dirección del polo geométrico de la Tierra, es decir el punto de intersección del eje de rotación con la superficie del elipsoide de referencia. Norte Magnético (Nm): es la dirección que marca la aguja imantada de la brújula. El norte magnético no posee una posición fija respecto a la superficie terrestre, ya que varía a lo largo de los años. Al ángulo formado por la dirección del norte magnético respecto al geográfico se denomina declinación magnética ( ). El valor de este ángulo no es fijo, ya que varía con el tiempo y la posición geográfica del observador. En los mapas viene reflejado el valor de la declinación magnética, así como el grado de variación anual.


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Como vemos en la figura, si cogemos una hoja cuya declinación magnética para el 1 de enero de 2001= 3º 37’. Variación anual de la declinación es: -7’,6. Esto quiere decir, que si nosotros vamos a hacer un cálculo para el mes de enero de 2009, cada año desde 2001 hasta 2009 (8 años) el ángulo de declinación se habrá reducido aproximadamente 61’ ~ 1º en estos siete años, (3º 37’ - 1º= 37’), lo cual significa debemosesde utilizar como ángulo de declinación magnética 2º 2º 37’. Como en España la que declinación occidental de momento, el norte magnético está al oeste del norte geográfico, que estará en 2º 37’ al este del norte magnético.

Norte de Cuadricula (Nc) o U.T.M.: es la dirección de la cuadricula vertical kilométrica generada en la

proyección UTM coincide la dirección norte sur geográfica, estoque solonoocurre en elcon meridiano central delhuso. Se denomina convergencia () al ángulo que forma en un mapa la cuadricula kilométrica vertical UTM con el norte geográfico. Dependiendo si la hoja del mapa se encuentra al este o al oeste del meridiano central del huso, el Norte de la cuadricula se encontrará al este (posición 1 figura) o al oeste (posición 2 figura) del norte geográfico. En el mapa vendrá reflejada esta circunstancia así como el valor del ángulo para el centro de la hoja.

Dependiendo respecto a qué norte medimos el ángulo horizontal se denomina: Rumbo (r) es el ángulo que forma una dirección con el norte magnético y medido en el sentido de las agujas de un reloj. Se miden con ayuda de una brújula. Acimut (a): es el ángulo que forma una dirección con el norte geográfico y medido en el sentido de las agujas de un reloj.


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Acimut = Rumbo ± Declinación Orientación (o): es el ángulo medido sobre un mapa entre la dirección y el norte de la cuadrícula en el sentido de las agujas de un reloj.

Los ángulos se miden en grados sobre un mapa, con ayuda de transportador de ángulos. Existen tres tipos de grados utilizados en topografía: los grados sexagesimales son aquellos que suponen la circunferencia dividida en 360 grados, a la vez cada grado se divide en 60 partes denominadas minutos y cada minuto en 60 segundos. Los grados centesimales suponen a la circunferencia dividida en 400 grados y cada grado en cien partes denominada minutos y cada minuto 100 segundos. último la milésima militar que divide la en circunferencia enPor 6.400 partes iguales denominada milésima.


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Los ángulos verticales se miden sobre la vertical del observador. Se denomina cenit a la intersección hacia arriba de la esfera celeste27 y la vertical del observador y nadir a la intersección hacia abajo. Por lo tanto podemos distinguir los ángulos mostrados en la figura. Además de los ángulos para localizar un punto es necesario determinar la distancia que se encuentra del observador. Se definen tres distancias:

Distancia real (Dr ): es el espacio que recorreríamos si fuéramos andando del punto O al punto P. Distancia geométrica (Dg): es la longitud de la recta en el espacio que une los dos puntos.

Distancia reducida (Drd ): es la longitud de la proyección sobre un plano horizontal de la distancia geométrica. Esta distancia es la que obtenemos cuando medimos directamente en un mapa. 27

La esfera celeste es una esfera ideal, sin radio definido, concéntrica en el globo terrestre, en la cual aparentemente se mueven los astros


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Para determinar la distancia geométrica entre dos puntos de un mapa procedemos de la siguiente forma:

Se traza sobre un mapa, la distancia AB que queremos medir, sobre el punto que tenga la cotaesmás (B), se dibuja una recta que forme 90ºacon el segmento AB. La longitud BB’, igualalta al desnivel entre A y B, en BB’ el ejemplo 100 m, la escala del mapa. AB es la distancia reducida y AB’ será la distancia geométrica.

4.- CARTOGRAFÍA ESPAÑOLA. En España, la publicación de cartografía, en formato papel y cada vez más en formato Instituto Geográfico digital, dependiente depende dosdel organismos un otro ladoelelServicio (IGN) Ministerionacionales de Fomentopor y por Geográfico delNacional Ejército (SGE) dependiente del Ministerio de Defensa.

Pero existen otros organismos que editan su propia cartografía como la realizada por el Instituto Hidrográfico de la Marina, por el Servicio Cartográfico y Fotogramétrico del aire, por el Instituto Geológico y Minero, por el Ministerio de Agricultura, así como las Comunidades Autónomas (planos para urbanismo y planificación a escala 1:1.000 y 1:10.000) y los por Ayuntamientos (planos de población a escala 1:500). 4.1.- C ARTOGRAFÍA DEL INSTITUTO GEOGRÁFICO NACIONAL La cartografía más destacada publicada por este organismo es: Mapa de España (1:1.000.000) Fue la primera publicación que empleó las tintas hipsométricas. Su proyección es la cónica conforme de Lambert. Mapa de España (1:500.000). Comprende 12 hojas con las siguientes denominaciones: La Coruña, Bilbao, HuescaToulouse, Salamanca-Oporto, Madrid, Barcelona, Badajoz-Lisboa, Albacete, Valencia, Sevilla y Canarias. El relieve se representa con tintas hipsométricas y la proyección es Lambert.


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Mapas provinciales (1:200.000) Están realizados en proyección U.T.M., tienen datos abundantes de geografía física, lugares de interés, arqueología, cotas, etc. y se han realizado basándose en otros de escalas mayores. Mapa Topográfico Nacional (1:50.000) y (1:25.000) El mapa topográfico nacional es la base para todos los mapas de España. Su escala es de 1:50.000, aunque en los últimos años 28 se publican a escala 1:25.000. La proyección que usa es la UTM, aunque en los mapas antiguos se usaba otra proyección 29. El territorio nacional se cubre con 1.130 hojas de escala 1:50.000, la primera es la de Cariño en La Coruña y la última la de La Restringa en la isla del Hierro. Se comenzó en 1875 y se terminó en 1968. Para realizar estas primeras hojas se usó la red geodésica. Hoy en día los mapas se trazan en función de los datos que ofrecen los satélites y la fotografía aérea. En ellos se localizan los vértices geodésicos y a partir de ahí se traza todo el mapa. Los mapas antiguos toman como meridiano cero el que pasa por Madrid, pero los actuales toman como meridiano cero el de Greenwich. En un mapa topográfico aparece la siguiente información:

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En 1975 se publicó la primera hoja a esta escala.

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Proyección Poliédrica, sobre planos tangentes al elipsoide de Struve.


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En la parte superior el nombre del mapa que es la población más importante que se encuentra dentro del mapa (1). En el ángulo superior derecho aparece el número del mapa. Los mapas actuales debajo del número del aparecen entre(2). paréntesis dos números separados por un guión. Son las coordenadas huso UTM.


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En la contraportada del mapa cuando está cerrado, aparecen los números de los mapas que rodean a la hoja que tenemos entre las manos (3). Los números de los mapas anterior y el posterior son correlativos pero los superiores e inferiores no. Con las coordenadas UTM esto es innecesario ya que la primera cifra corresponde a números correlativos en horizontal y la segunda a números correlativos en vertical. Aparece en un pequeño recuadro la división administrativa. En la parte inferior del mapa aparece la escala (4), tanto en número como gráfica, el valor de la equidistancia, 20 metros en la escala 1:50.000 y 10 metros en la escala 1:25.000. Así como el valor de la declinación magnética, es decir la diferencia entre el norte que marca la brújula y el norte geográfico (5). También están los datos geodésicos de la proyección cartográfica: elipsoide internacional de Hayford y el datum europeo (ED50)30 (6). Además debe aparecer la leyenda indicando qué significan los signos convencionales (7), y los tipos de suelo (8). 4.2.- C ARTOGRAFÍA DEL SERVICIO GEOGRÁFICO DEL EJÉRCITO Cada una de las escalas tiene su propia denominación: Escala 1:400000: serie 4C. Guía militar de carreteras. Proyección Bonne y tintas hipsométricas. Escala 1:200000: serie 2C. Guía militar itinerario. Proyección Bonne y curvas de nivel de 50 metros. Escala 1:100000: serie C. Mapa de mando. Elipsoide de Struve, proyección Lambert y equidistancia 40 metros. Escala 1:50000: serie L. Proyección U.T.M. y elipsoide Hayford. Mantiene la distribución de hojas del Mapa Topográfico Nacional del Instituto Geográfico Nacional. Escala 1:25000: serie 5V. Plano director. Proyección Lambert y equidistancia 10 metros. Se han publicado muy pocas hojas. 4.3.- P LANOS A ESCALA GRANDE Se emplean escalas superiores a las estudiadas anteriormente. Estos planos topográficos oscilan desde 1:10.000 hasta planos aislados a escala 1:100 y 1:50. Se prescinde de la proyección por tanto ya no se habla de mapas sino de planos. Planos de población. Destinados a información general, suelen realizarse a escala 1:10.000. Sirven de base para la realización de planeamiento (anexos, proyectos...), organización administrativa (distritos postales, juzgados municipales, etc.). Mediante una combinación de letras y números y una cuadrícula se pueden localizar en estos planos cualquier elemento de la ciudad. Existen planos de población con mayor a escala 1:2.000 y 1:500, en este tipo de planos la altimetría se realiza con la cota de puntos significativos y curvas de nivel equidistantes 0,5 metros. Las áreas metropolitanas de las ciudades sobre las que se prevé que se extenderán dichos núcleos urbanos según el plan urbanístico, son cartografiadas a escalas 1:5.000 y 1:2.000. 30

En un futuro la cartografía nacional utilizará el nuevo datum europeo ETRS-89.


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Planos para proyectos. Tanto para obras de ingeniería como de arquitectura, se requieren unos levantamientos topográficos sobre los cuales se proyectan las obras. La escala está condicionada por la finalidad del plano, así como la precisión y la equidistancia. Por ejemplo, en la construcción de un embalse se tienen planos a escala 1:5.000 de las dimensiones del embalse y 1:100 de la zona donde se ubica el dique. En el proyecto de edificaciones se hacen planos topográficos desde escalas 1:500 a 1:50 y las equidistancias de las curvas son de 1 metro incluso menores, dependiendo de lo accidentado del terreno. 4.4.- C ARTOGRAFÍA Y REFERENCIAS CATASTRALES . La cartografía catastral se utiliza para determinar y registrar la propiedad territorial de los bienes inmobiliarios con el fin de cualquier aplicación económica, social o jurídica. Estos planos carecen de altimetría, puesto que la representación es de las parcelas del suelo.

La cartografía catastral se divide en dos tipos en función del suelo sobre el que se aplica: Urbana: Sobre suelo urbano, es decir aquel en que la edificación está consolidada. Rústica: Sobre suelo no urbano, que corresponde suelo urbanizable y suelo no urbanizable. Estos dos tipos de cartografía difieren en la escala utilizada. La cartografía urbana, debido a la importancia económica de este tipo de suelo, se emplean escalas 1:500 y 1:1.000. En el suelo rústico, donde no se necesita tanta precisión, se utilizan escalas 1:2.000 y 1:5.000. La toponimia es fundamental en este tipo de planos para poder localizar una finca, pero además del paraje cada finca tiene un número de polígono y un número de parcela, de forma que se empieza a numerar por el Noroeste y en sentido de las agujas del reloj. Todos los bienes inmuebles se identifican por un código, la referencia catastral, que es designado por la Dirección General del Catastro organismo dependiente del Ministerio de Economía y Hacienda. Este código alfanumérico, permite situar el bien inmueble en la Pág. 118 http://slide pdf.c om/re a de r/full/mod-3-funda me ntos-te c nic os-de -la -extinc ion-de -inc e ndios

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cartografía catastral oficial. Podemos encontrarnos dos tipos de estructura de referencia catastral, de acuerdo si el bien es urbano o rústico. Referencia catastral urbana Está compuesto de veinte caracteres alfanuméricos los siete primeros identifican la finca o parcela, los siete siguientes indican la hoja de plano donde se ubica, los cuatro siguientes identifican el inmueble dentro de la finca y, finalmente, los dos últimos son caracteres de control que permiten conocer si los dieciocho anteriores son correctos, impidiendo (o detectando) errores de grabación. Veamos un ejemplo: 9377303 YH1497G 0021 XP Donde: Finca o parcela: 9377303 Hoja del plano: YH1497G Local o piso: 0021 Dígitos de control: XP

Veamos el significado de los caracteres referentes a la hoja del plano E1:500. Las dos primeras letras (YH), corresponden a la cuadricula cienkilométrica UTM, Los dos números siguientes (14 y 97), fijan la posición en la cuadrícula de cien y diez kilómetros cuadrados respectivamente:


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La letra (G) corresponde a las ocho zonas en las que divide el cuadrado de un kilometro. Dentro del mismo aparece la referencia de la parcela dentro de cuadrado de 100 x 100 metros.


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Referencia catastral rústica En este caso los veinte caracteres corresponden a lo siguiente: los dos primeros identifican la provincia, los tres siguientes el municipio, el siguiente es el carácter que corresponde al sector, que señala el agregado o zona de concentración parcelaria (en su caso), los tres siguientes identifican el polígono (el término municipal se divide en polígonos en función de la homogeneidad de cultivos, existencia de accidentes geográficos, etc.), los cinco siguientes identifican cada parcela dentro del polígono correspondiente, los siguientes cuatro caracteres permitirán detectar o identificar los inmuebles existentes dentro de la parcela y, finalmente, los dos últimos son caracteres de control que cumplen idéntico cometido al señalado en el caso anterior. Veamos un ejemplo:

03 129 A 008 00023 0000 FP Provincia: 03 Municipio: 129 Sector: A Polígono: 008 Parcela: 00023 Identificación de la construcción: 0000 Dígito de control: FP


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5.- NAVEGACIÓN 5.1.- L A BRÚJULA La brújula es el instrumento empleado para orientarse y medir rumbos. Existen muchos modelos de brújulas, pero el más generalizado es la brújula magnética. Consta de una aguja imantada que puede girar libremente, dentro de una carcasa, tendiendo a orientarse siguiendo las líneas de fuerza del campo magnético terrestre, señalando la dirección del norte magnético. El modelo, que vamos a describir a continuación, es el empleado en prácticas de orientación sobre mapas.

Dispone de una carcasa transparente en la que están dibujadas una serie de líneas auxiliares, un limbo graduado para la medida de rumbos y una aliada o mira para trazar visuales. La carcasa contiene un líquido que amortigua el movimiento de la aguja imantada, para que no oscile durante las mediciones. Esta carcasa es circular y está rodeada por un limbo graduado en grados sexagesimales, en sentido de las agujas del reloj. Dibujado en el fondo se encuentra la flecha de dirección y las líneas de meridiano. Estas líneas auxiliares giran solidariamente con el limbo móvil y se emplean para el transporte de ángulos sobre los mapas, como veremos más adelante. La punta de la flecha de dirección coincide con el cero de la graduación del limbo, por lo que la brújula medirá rumbos. Este modelo puede ser ajustado para que mida el acimut, para lo cual, se puede desplazar los grados de declinación magnética existentes en el lugar de utilización, la punta de la flecha al este o al oeste del cero del limbo. De esta manera las medidas que realicemos estarán corregidas en declinación.


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5.2.- U TILIZACIÓN

DE LA BRÚJULA

5.2.1.- Medida de rumbos

Determinación del rumbo del punto P: Colocar la brújula frente a nuestros ojos.

Girar el cuerpo hasta que el punto P quede alineado con la mira M.

Sin moverse, girar el limbo graduado de la brújula, hasta que coincida con la flecha de orientación sobre la aguja magnética, así como los colores.

El valor del rumbo lo podemos leer en el índice de la brújula


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Determinación de un rumbo conocido:

Girar el limbo graduado de la brújula, hasta que tengamos en el índice, el valor del rumbo a seguir.

A continuación, girar el cuerpo hasta que la aguja se superponga con la flecha de orientación, con los colores coincidentes. Los índices determinan la dirección buscada.

Hallar un rumbo sobre un mapa

Dibujar sobre el mapa la posición de partida A y el destino B. Colocar la brújula sobre el mapa, de modo que uno de los lados coincida con la recta que une dichos puntos y la tapa quede en dirección al destino. Girar el limbo graduado, hasta que las líneas marcadas sobre la carcasa giratoria, queden paralelas a los meridianos de la cuadricula del plano, con la flecha de orientación señalando al norte. La orientación del destino se lee en el índice. Se realizar las transformaciones necesarias para obtener el rumbo. Con el rumbo así obtenido se procede como en el apartado de la determinación sobre el terreno de la dirección de un rumbo conocido.


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5.2.2.- Medida de posiciones sobre un mapa

Cuando no se conoce la posición en el mapa, pero pueden identificarse dos o más objetos visibles (vértices geodésicos, edificaciones, etc.) y localizarlos en el mapa, se puede hallar la posición empleando el siguiente método. Supongamos que nos encontramos en algún lugar de 3 e identificamos en 1 y 2 los vértices de San Pascual y del Fontcalent. (Ver figura)

Seguiremos los siguientes pasos:


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1. Medimos el rumbo del vértice de San Pascual, mediante el método anteriormente descrito. 2. Hacemos las correcciones oportunas para transformarlo en un ángulo de orientación. 3. Colocamos la brújula sobre el mapa, con la tapa extendida hacia el vértice, de tal forma que el borde largo pase por él. Girar la brújula sobre el pico, hasta que las líneas marcadas sobre el limbo móvil queden paralelas a los meridianos UTM.

4 Trazar una línea que pase por el vértice siguiendo el borde de la brújula.

5 Repetir procedimiento vértice, (paso y encontramos. 4). El punto de intersección de laseldosmismo direcciones obtenidas,para nos el daráotro la situación donde3nos


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6.- SISTEMAS DE POSICIONAMIENTO GLOBAL (GPS) 6.1.- F UNCIONAMIENTO DEL GPS El Sistema de Posicionamiento Global GPS fue desarrollado por el Departamento de Defensa de Estados Unidos. Consiste en 24 satélites distribuidos en seis planos orbitales. Los satélites se mantienen en órbitas semicirculares a una altitud de 20.000 Km., dando una vuelta alrededor de la Tierra cada 12 horas. Las órbitas están situadas de tal manera que siempre hay cuatro satélites visibles para un observador en todo momento y desde cualquier punto del globo. Cada satélite posee un reloj atómico de gran precisión y emite una señal electromagnética que lleva codificada la hora a la que ha sido emitida, a que satélite pertenece y su posición exacta en su órbita. Estas señales emitidas por los satélites son captadas por un receptor GPS (navegador ) situado en un punto P sobre la superficie de la Tierra, del que queremos hallar sus coordenadas geográficas o UTM. El navegador reconoce el satélite que ha emitido la señal, así como el tiempo que ha tardado en recorrer la distancia que separa la posición del satélite en órbita hasta el punto P. Esto selasconsigue mediante una sincronización entre el reloj del satélite y el se delcalcula receptor. Como ondas electromagnéticas van a una velocidad fija (300.000 Km./s), la distancia existente entre el satélite y el punto P. Si te reciben simultáneamente las señales emitidas por al menos cuatro satélites, se puede calcular la posición exacta del punto P. Para ello se emplea un método conocido como triangulación. Si captáramos solo la señal del satélite 1 (ver figura), nuestra posición podría ser cualquier punto situado dentro del círculo rojo, si captamos también el satélite 2, el punto estará dentro de la superficie intersección del círculo rojo con el verde. Con el satélite 3 la zona se delimita más. Si el cálculo es correcto la superficie iluminada por el satélite 4 pasará por el punto P. Pero como la precisión del reloj del receptor no es la misma que la del satélite, hacen falta una serie de cálculos matemáticos correctores, que realiza el receptor, con el fin de determinar las coordenadas geográficas y altitud del punto P, puesto que la posición de la órbita de los satélites se conoce con precisión. Si se incrementa el número delasatélites la precisión vez mayor. De todas formas hay que tener presente existencia de erroresdelquecálculo hacen es quecada la posición obtenida por un receptor GPS pueda estar contenida en un círculo de entre 5 y 30 metros. Pág. 127 http://slide pdf.c om/re a de r/full/mod-3-funda me ntos-te c nic os-de -la -extinc ion-de -inc e ndios

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Uno de los errores más importantes es el denominado de disponibilidad selectiva. Esta inducido deliberadamente por el Departamento de Defensa de Estados Unidos, propietario de los satélites, con el fin de evitar que el sistema GPS sea empleado contra los intereses de este país. Para ello introducen en ciertas zonas del globo terrestre un error que puede llegar hasta los 300 m. Los errores del GPS se pueden corregir por medio de los que se denomina corrección diferencial. Este sistema consiste en situar un receptor de referencia situado fijo sobre un punto de coordenadas geográficas conocidas con exactitud (por ejemplo un vértice geodésico). Este receptor compara la posición real con la deriva de los datos obtenidos con los satélites. Esto permite determinar el error existente. A continuación genera un mensaje de corrección que es emitido por radio. Así que los receptores próximos pueden servirse de este dato para calcular su posición con una gran precisión. Este sistema se emplea cuando se necesita una gran precisión como es el caso de los trabajos topográficos o geodésicos. 6.2.- R E CEPTORES GPS PORTÁTILES Hoy en día, se ha generalizado la utilización de receptores GPS portátiles en actividades o deportes al aire libre, tales como senderismo o bicicleta de montaña. Estos receptores (ver figura) llevan incorporados habitualmente una cartografía digital accesible a través de una pantalla (1), en el que se puede visualizar un cursor, con forma de flecha, que nos indica nuestra posición actual sobre el mapa o de manera numérica mediante coordenadas geográficas o UTM:

Mediante el mando (2) se puede examinar el mapa y por medio del teclado (3) acceder a los distintos menús y configuraciones. el mapa digital se pueden lo que sea conoce Sobre como waypoints. Con este términosituar nos referimos una serie de puntos de coordenadas conocidas, que determina la situación de un objeto o lugar en un mapa. Dichos puntos se introducen mediante coordenadas conocidas, memorizando la posición actual del receptor o señalando un punto del mapa digital. Estos puntos aparecen señalados con un nombre o por defecto con las siglas WP ó WPT seguidas de un número (por ejemplo el punto WP0010).


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Cuando nos desplazamos con el GPS, el receptor almacena una serie de puntos que nos dibuja, en la cartografía digital, el camino real recorrido sobre el terreno. Este trazado se denomina track (senda). Una ruta es una sucesión encadenada de segmentos o tramos que enlazan waypoints, que son los hitos de la ruta, es decir lugares de referencia que actúan como vértices. En la figura el primer tramo de una ruta sería es la linea que une el waypoint A con el B. En los espacios abiertos, como un desierto o el mar, seguir una ruta es fácil. Pero en terrenos montañosos el itinerario debe ajustarse al entorno y rara vez se puede ir en línea recta. Cuando marcamos una ruta sobre la cartografía digital, el receptor GPS calcula el rumbo inicial, es decir el ángulo horizontal que forma con el norte magnético. Si el terreno es irrecular seguimos un track, el receptor nos indica en cada momento de manera ininterrumpida, la desviación, es decir la distancia entre la ruta y la posición actual, representada por un triángulo en la figura. También nos indicará el rumbo que llevamos, así como la velocidad que llevamos.


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Dado que el objetivo de una ruta es guiarnos desde A hasta B, el GPS calcula la distancia que nos separa del punto de destino y la dirección o giro que deberíamos seguir para llagar a él. Toda esta información se presenta de forma numérica. Si el dispositivo dispone de brújula, la misma, se indica la dirección de la marcha (flecha verde) el rumbo al destino (punta deenflecha negra). La diferencia angular entre ambas marcas nos yindica el giro (figura izquierda). Si queremos seguir la dirección correcta este giro debe ser cero (figura derecha).

El empleo de un GPS no sustituye el uso de la brújula y la cartografía tradicional, simplemente ayuda en la navegación. Pero al ser un dispositivo electrónico puede sufrir alguna avería o agotarse la batería, por lo tanto siempre hay que disponer de los métodos tradicionales cuando vallamos por sitios desconocidos, ante posibles contingencias. Como hemos visto con el GPS podemos conocer las coordenadas geográficas o las UTM del sitio donde nos encontramos. Para el cálculo del valor numérico de las coordenadas UTM es necesario fijar un datum31, ya que un mismo punto puede tener valores de coordenadas distintos según el datum considerado. Los receptores GPS trabajan internamente con el datum denominado WGS84. Pero es posible configurar el equipo para que transformen los valores de las coordenadas UTM a otros datum, como, por ejemplo, el European 1950 (ED50) que, corresponde al utilizado en la confección de la cartografía española 32. Hay que tener en cuenta que al cambiar el datum del GPS, solo es a efectos de la transformación de las coordenadas al nuevo datum , ya que el aparato sigue trabajando internamente con el datum WGS84. Si se va a identificar en un mapa la posición leída con ayuda de un GPS es importante que el receptorel este configurado paraserque dé de loserrores. datos en conlaselcoordenadas que se ha confeccionado mapa, ya que puede fuente Así elpordatum ejemplo 33 geográficas : LAT 38º 23’ 17’’ N LOG 0º 25’ 54’’ Se corresponden según el ED50 a: X = 724,340 Km Y = 4252,064 Km. Pero para el WGS84 son: X= 724,235 Km Y= 4251,865 Km. Lo que representa una separación de 225 metros entre las dos posiciones.

Ver apartado: La forma de la Tierra. Ver apartado: Cartografía del instituto geográfico nacional. 33 Las coordenadas geográficas también dependen del datum, en este caso son las correspondientes al WGS84. 31 32


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7.- ANÁLISIS DE LA ZONA DE INTERVENCIÓN Supongamos que tenemos el siguiente escenario donde se puede desarrollar un incendio forestal, suponemos un punto de inicio (PF) y una dirección del viento.

Con estos datos podemos estimar que la dirección del viento hará que el incendio se propague a la zona marcada, que llamaremos zona de intervención (ZI)


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En dicha zona deberemos analizar la altimetría y la planimetría existente en la ZI, este análisis permite planificar y anticipar los trabajos de gestión de la emergencia, tales como frentes a atacar, posición de los medios de extinción, formas de acceder al incendio, vías de escape, puntos sensibles, tipo de masa forestal, etc. Un primer paso sería identificar los salientes o crestas, y por otro lado los entrantes o vaguadas . La razón es que dependiendo de que el incendio suba por una vaguada o baje o culmine una cresta, la propagación del fuego será muy distinta, ya que existe una gran dependencia de la forma del territorio en la propagación del fuego. Para ello solo tenemos que dibujar sobre el plano la posición de las crestas en rojo y las vaguadas en azul dentro de la posible zona de intervención.

En cuanto a la planimetría deberemos identificar los vías de comunicación, tanto las penetrantes (verde) es decir que nos permiten acceder al frente del incendio, como las circundantes (marrón) necesarias para rodear el incendio con los medios de extinción. También detallaremos los puntos sensibles, es decir poblaciones, refugios, acampadas, tendidos eléctricos puntos de abastecimiento de agua, etc. (círculos amarillos). Si la cartografía esta actualizada, no marcará el tipo de vegetación existente


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El resultado de este análisis lo tenemos en el siguiente plano, en el que el equipo interviniente puede guiarse para gestionar los trabajos de extinción:


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Sobre este plano se puede dibujar el avance del incendio:


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METEOROLOGÍA. INTERPRETACIÓN DE ÍNDICES Y VARIABLES METEOROLOGÍCAS EN INCENDIOS FORESTALES (R.QUILEZ) 1.- METEOROLOGÍA.la ciencia interdisciplinaria, de la física deLala meteorología atmósfera, queesestudia el estado del tiempo, elfundamentalmente medio atmosférico,una los rama fenómenos allí producidos y las leyes que lo rigen. La meteorología constituye un factor básico que influye en la evolución de los incendios forestales. Las condiciones meteorológicas son el factor variable sobre el que no se puede actuar directamente, aunque se puede medir, predecir y utilizar como elemento de gran ayuda en las operaciones de ataque y control de los incendios forestales.

Lassonvariables meteorológicas más influyentes evolución de los(regionales, incendios forestales la temperatura, la humedad relativa del aireen y ellarégimen de vientos locales, de valle, brisas marinas, efecto foëhn), aunque también tienen gran importancia e incidencia, algunos fenómenos específicos como las tormentas o las inversiones térmicas. 2.- LA TEMPERATURA La temperatura se puede definir como el grado de calentamiento o enfriamiento de una sustancia, y en materia de incendios forestales se podría definir como el resultado de la acción de la radiación solar sobre la superficie terrestre y la atmósfera, además, los grandes incendios forestales generan mucho calor a escala local.


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35 ° C 24 ° C 46 ° C

18 ° C BOSQUE

PASTIZALES Y ARBUSTOS

LAGUNA CAMPOS ARADOS

La temperatura varía con la hora del día, la exposición y la altura del terreno, y está influenciada con la cercanía del mar o grandes masas de agua. Cuanto mayor es la temperatura, mayor es desecación de los combustibles vegetales. 3.- LA HUMEDAD RELATIVA DEL AIRE Es la relación de la cantidad actual de vapor de agua en un volumen de aire y la cantidad que podría mantener, si fuera saturado a la misma temperatura (expresado en %).

La humedad relativa está en continuo cambio en la atmósfera, condensándose a estado líquido, congelándose y pasando a estado de hielo, o evaporándose a estado gaseoso. Existe un equilibrio dinámico entre el contenido de agua del combustible forestal y la atmósfera, pasando humedad de la atmósfera a los combustibles forestales, si estos están más secos que la atmósfera, o desecando estos cuando estos están más húmedos que la atmósfera que los rodea. Al subir la temperatura, la humedad relativa disminuye, como referencia, cada 10º c que aumente la temperatura, la humedad baja a la mitad.

4.- EL VIENTO El viento es el factor meteorológico más crítico que afecta al comportamiento del fuego. Es el más difícil de predecir, ya que varía significativamente en el tiempo y en el espacio. Esta variabilidad, particularmente en terrenos abruptos, puede acarrear consecuencias a nivel de seguridad y de control del incendio, y provocar la muerte de algunos combatientes.


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El viento es el movimiento horizontal del aire relativo a la superficie terrestre. Este movimiento de aire es el resultado de diferencias de temperatura a pequeña y gran escala, así como de la rotación de la tierra. La dirección del viento se define como la dirección desde la cual el viento sopla y normalmente se describe usando una brújula de 8 puntas (N, NE, E, SE, S, SO, O, NO). El movimiento del aire, o viento, sucede en un rango de escalas, desde sistemas a gran escala afectados por la transferencia de calor del ecuador a los polos, hasta pequeños remolinos o torbellinos que se forman alrededor de obstáculos o barreras. El viento determina la dirección de avance del fuego y favorece el aporte de oxigeno, aproxima las llamas al combustible situado en la dirección de avance del viento, desplaza chispas y pavesas, provocando la aparición de nuevos focos en zonas alejadas del frente de fuego, y condiciona cambios en la dirección, sentido y velocidad de desplazamiento del incendio.

4.1.- V IENTOS R E GIONALES Es necesario conocer y prever los efectos de los vientos regionales ya que su incidencia en la evolución de un incendio forestal puede llegar a ser determinante, ya que en función de su dirección de procedencia en relación con la situación del mar o la tierra, provocará que aporten humedad o desequen el combustible. N DEL NORT O TRAMONTANA

NW

NE

MISTRAL

GREGAL

E

W

LLEVANT

PONENT

SW

SE

LLEBEIG

XALOC

S DEL SUR O MIJORN


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4.2.- V IENTOS L OCALES Los vientos locales son producto de diferencias a pequeña escala en la temperatura y la presión del aire y afectan a la parte más baja de la atmósfera. El terreno afecta en medida considerable a los vientos locales. Cuanto más variado sea el terreno, mayor será su influencia. Con frecuencia, el efecto de los vientos locales es más importante para el comportamiento del fuego que los vientos producidos por patrones de presión a gran escala. En muchas zonas, especialmente en zonas escarpadas, los vientos locales son los vientos que predominan a diario. Los vientos de ladera, son vientos ascendentes por el día y descendentes por la noche, ya que se deben al calentamiento de la superficie terrestre por efecto del sol, y esta a su vez calienta la masa de aire que está en contacto con ella, produciéndose corrientes de aire ascendentes, y con la retirada del sol se produce el efecto contrario. Durante el día alcanzan su mayor intensidad a mediodía, que es cuando más se calienta la superficie terrestre por efecto del sol. El cambio de sentido es gradual, y suele darse un periodo de calma entre ambos. Los vientos ascendentes de ladera se desplazan a velocidades que oscilan entre los 6 y 12 km/h, aunque pueden ser incluso mayores. La orientación de la ladera y la duración de la insolación determinan la velocidad del viento. La cubierta nubosa afecta al calentamiento solar en la superficie y puede reducir la velocidad de los vientos ascendentes de ladera. En días despejados, las laderas norte tienden a experimentar los vientos más flojos, mientras en las laderas oeste y sudoeste soplan los vientos más intensos.

Los vientos locales de valle, son vientos que se producen entre dos laderas unidas y enfrentadas por la base. tienen el mismo origen y comportamiento que los de ladera.


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4.3.- B RISAS M ARINAS Las brisas son vientos originados por la diferente velocidad de calentamiento de la tierra y el mar. Desde mediodía hasta el atardecer, soplan de mar hacia tierra, y desde 2 o 3 horas después de la puesta del sol hasta el amanecer de tierra hacia el mar. Su influencia es menor conforme nos alejamos de la costa, y son muy importantes de cara al aporte de humedad a los combustibles forestales.

A brisa marina diurna B brisa marina nocturna. 4.4.- V IENTOS F OËHN Se denomina efecto Foëhn, a un fenómeno meteorológico que da origen a un viento muy cálido y seco de gran intensidad, que sopla desde regiones altas, situadas a barlovento,


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hacia las bajas, a sotavento. Su alta velocidad y las condiciones especialmente desecantes que conlleva, condicionan el contenido en humedad de los combustibles muertos, modificando el comportamiento del incendio.

5.- ESTABILIDAD E INESTABILIDAD ATMOSFÉRICA La estabilidad atmosférica se puede definir como la resistencia de la atmósfera al movimiento vertical, así, al igual que el viento se definía como el movimiento trasversal de una masa de aire, el movimiento vertical del viento es controlado por la estabilidad atmosférica. Dependiendo de la estabilidad de la atmósfera, el aire puede elevarse, caer, o permanecer a la misma altura. El viento estable impide el movimiento vertical y el inestable lo acentúa. La temperatura de aire varía en función de la altitud, así, la temperatura decrece a medida que aumenta la altura, lo cual afecta al contenido de humedad del aire. Hay tres tipos de variación de la temperatura con relación a la altura, en función de su contenido en humedad, la variación seca, la húmeda y la equilibrada. La variación seca implica un incremento de la temperatura de 1,8º C por cada 100 metros que se desciende, la variación húmeda un incremento de 1ºC por cada 100 metros que se desciende y la equilibrada un incremento de 1,15º C por cada 100 metros que se desciende en altura. A medida que el aire se enfría, su humedad relativa se incrementa. Para la extrapolación de lecturas meteorológicas desde observatorios al lugar donde se desarrolla un incendio, se suele utilizar la siguiente norma, se supone que cada 100 metros que se desciende, la temperatura se incrementa 1ºC y cuando la temperatura aumenta 10ºC, la humedad relativa baja a la mitad, excepto en atmósferas con un contenido en humedad relativa superior al 60 -65%, en donde la humedad relativa baja una cuarta parte. En la atmósfera hay una serie de procesos que tienden a ganar el balance entre las condiciones climatológicas que se están dando, así hay un enfrentamiento constante entre altas presiones y balance bajas presiones, caliente vertical frente adeaire airedeseco afecta al aire movimiento lasfrío, masas aire. frente a aire húmedo. Parte de este


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Si estas condiciones están equilibradas, se habla de atmósfera estable, y si no lo están, se dice que la atmósfera está inestable. Se puede afirmar que:  Si el descenso de la temperatura a medida que subimos en altura, es mayor de 1,8ºC por cada 100 metros, se dice que el aire está inestable y habrá movimiento vertical de la temperatura. Estás condiciones afectarán directamente al comportamiento del incendio. Los vientos pueden ser más fuertes y los saltos de fuego se pueden producir a mayos distancia.  Si el descenso de la temperatura es inferior a 1,8º C por cada 100 metros, se dice que el aire está estable. El comportamiento del incendio se mantendrá igual o descenderá.  Si el descenso de la temperatura es de 1,8ºC por cada 100 metros, se dice que el aire está neutral. Estas condiciones se mantienen durante poco tiempo. El aire en las áreas de altas y bajas presiones está en constante movimiento vertical. El aire en una célula de altas presiones desciende. En la superficie, este aire descendente diverge del centro de altas presiones hacia el centro de una célula de bajas presiones. En el centro de la célula de bajas presiones, el aire asciende. Cuando alcanza la cima del área de bajas presiones, el aire diverge y se desplaza hacia la cima de la célula de altas presiones. Los mismos movimientos verticales de aire asociados con las altas y bajas presiones pueden observarse en una columna de humo y en los gases asociados con un incendio. La columna de humo actúa como una célula de bajas presiones a pequeña escala, donde el aire entrante converge en el centro y asciende desde la superficie. A ambos lados de la columna se forman áreas de altas presiones de pequeña escala, donde el aire descendente diverge hacia el fuego.

5.1.- I NVERSIÓN T ÉRMICA Una inversión térmica es un incremento de la temperatura del aire con la altura, que bloquea la circulación vertical de viento, impidiendo su salida hacia capas altas. Una inversión térmica puede detener el fenómeno de convección, actuando como una capa aislante, y cuando por algún motivo esta capa se rompe, el fenómeno de convección se Pág. 141 http://slide pdf.c om/re a de r/full/mod-3-funda me ntos-te c nic os-de -la -extinc ion-de -inc e ndios

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acelera, evacuando el aire caliente que hay a nivel de superficie hacia las capas altas de la atmósfera, reemplazando el aire caliente, por otro frío que entra a nivel superficial. El fenómeno de inversión térmica se presenta cuando, en las noches despejadas, el suelo se enfría rápidamente por radiación. El suelo a su vez enfría el aire en contacto con él que se especialmente vuelve más frío pesado en quesituaciones el que está en la capa inmediatamente superior. Esto ocurre en yinvierno, anticiclónicas fuertes que impiden el ascenso del aire y concentran la poca humedad en los valles y cuencas, dando lugar a nieblas persistentes y heladas. Este fenómeno meteorológico es frecuente en las mañanas frías sobre los valles de escasa circulación de aire en todos los ecosistemas terrestres. También se presenta en las cuencas cercanas a las laderas de las montañas en noches frías debido a que el aire frío de las laderas desplaza al aire caliente de la cuenca.

Generalmente, la inversión térmica se termina (rompe) cuando al calentarse el aire que está en contacto con el suelo se restablece la circulación normal en la troposfera. Esto puede ser cuestión de horas, pero en condiciones meteorológicas desfavorables la inversión puede persistir durante días. La rotura del cinturón térmico, cuando el incendio se encuentra por debajo de este, puede suponer una situación muy peligrosa, ya que la rápida evacuación de aire caliente por una masa de aire frío en superficie, provocará un cambio radical en el comportamiento del incendio, provocando su alineaciónescon las laderas ascendentes, generandopuede rápidas carreras de propagación en estas alineaciones, decir, un incendio lento y perezoso convertirse en una deflagración en cuestión de segundos. En la siguiente fotografía, correspondiente al momento de la rotura de un cinturón térmico en el incendio de Torremanzanas (Alicante), agosto de 2005, se puede apreciar el efecto de la deflagración sobre la ladera, y la bola de evacuación de humo en altura, con la consiguiente entrada de aire en superficie por la ladera, que volvió a quemar la zona por donde había pasado el incendio, que se encontraba con potencial de retorno.


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Existen cuatro tipos de inversiones térmicas, y la rotura de su cinturón puede tener un efecto muy negativo en el comportamiento del incendio. Estas cuatro inversiones son: 1. La de radicación, que es la típica, donde el cinturón térmico se ancla en las laderas de un valle. 2. La inversión frontal, en donde el movimiento de un frente frío bloquea la salida del aire hacia las capas más altas por la diferencia de temperatura. 3. La inversión marina, en donde una masa de aire frío entra desde el mar hacia la costa, bloqueando el ascenso de aire cálido hacia las capas más altas. 4. La inversión de subsidencia, en donde una masa de aire frío desciende desde las capas altas, bloqueando la salida de aire cálido.


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5.2.- T ORMENTAS Una tormenta es un fenómeno caracterizado por la coexistencia próxima de dos o más masas de aire de diferentes temperaturas. Este contraste asociado a los efectos físicos implicados desemboca en una inestabilidad caracterizada por lluvias, vientos, relámpagos, truenos y ocasionalmente granizos entre otros fenómenos meteorológicos. Aunque científicamente se define como tormenta a aquella nube capaz de producir un trueno audible, también se denominan tormentas en general a los fenómenos atmosféricos violentos que, en la superficie de la tierra están asociados a lluvia, hielo, granizo, electricidad, nieve o vientos fuertes, que pueden transportar partículas en suspensión como la tormenta de arena o incluso pequeños objetos o seres vivos. Se deben extremar las precauciones al atacar un incendio forestal en presencia de tormentas. la atmósfera será muy inestable, lo que puede provocar cambios bruscos en la dirección e intensidad del viento. Las tormentas tienen 3 fases en su proceso de formación: 1. Fase de crecimiento.- Esta fase comienza con la formación de una nube cúmulo en la parte alta de una masa de aire. Durante esta etapa se produce una absorción de aire hacia la base de la nube.

2. Fase de maduración.- Cuando la nube se va desarrollando el agua y el granizo comienza a caer en su base, esto provoca que el viento caiga con ella, la tormenta sigue absorbiendo aire cálido por unoy erráticas de sus extremos a 10 ó 20a alcanzar km/h y por el otro genera de En airecaso frío descendentes que pueden llegar velocidades de 80 óráfagas 90 km/h. de que la tormenta se desarrolle sobre un incendio activo, el comportamiento de este se puede volver errático, debido al desplome de viento que se produce durante esta fase.


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3. Fase de disipación.- Esta fase comienza cuando la ascensión térmica finaliza, las corrientes de aire descendentes se hacen mucho más lentas y las fuentes de humedad y energía finalizan, la lluvia se hace más débil o para. La diferencia de temperatura entre la nube y el aire circundante se iguala y la nube se disipa.

6.- ÍNDICES METEOROLÓGICOS En este apartado se van a citar diferentes índices de estimación de riesgo de incendios y de severidad de los mismos utilizados en diferentes partes del mundo, así como el índice de Haines, que se creó para valorar el potencial que tiene la atmósfera para que se puedan producir incendios convectivos. Las variables meteorológicas consideradas de manera individual no permiten predecir adecuadamente el peligro de incendio. Por esta razón, se utilizan los denominados índices meteorológicos de peligro, que sintetizan, a partir de un indicador numérico o cualitativo, el efecto de las condiciones meteorológicas pasadas y presentes en el estado del combustible. La mayoría de los sistemas actuales que evalúan el peligro de incendio se basan en estos índices meteorológicos principalmente por dos razones: por un lado y como hemos indicado, sintetizan las condiciones meteorológicas que influyen en el contenido de humedad


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de los combustibles, y por otro, su cálculo no requiere de un muestreo específico, pues utilizan variables meteorológicas registradas en estaciones tradicionales. 6.1.- Í NDICE DE H AINES Este índice combina dos factores que pueden influir en el comportamiento del fuego: el gradiente vertical de temperatura y el grado de humedad en el aire. La variación vertical de temperatura, en la parte baja de la atmósfera, puede influir en el desarrollo de la columna de convección sobre el incendio. Los niveles del gradiente vertical de temperatura, indican inestabilidad, pudiendo incrementar el desarrollo la convección sobre el fuego, de así se incrementan las posibilidades de que se de un comportamiento errático o extremo del incendio. La humedad relativa en las capas bajas de la atmósfera es un factor que influye en la humedad del combustible en superficie. Valores bajos de humedad del combustible, incrementan las comportamiento posibilidades extremo de que se dé de incendios.

un

Incendio Ayora, julio 2007 El estudio de Haines se basó en el análisis de las peores campañas de incendios forestales, a lo largo de todo USA, durante un periodo de 20 años, recopilando datos de 29 estados, en donde analizó 29 grandes incendios de la costa oeste y 45 del este. De este estudio concluyó que sólo el 5% de los días de la campaña tenían un índice de Haines extremo, mientras que el 45% de los grandes incendios o incendios con comportamiento errático, coincidían con un índice de Haines extremo. El Índice de Haines, que combina valores de inestabilidad atmosférica y sequedad del aire, es un indicador de la potencialidad de crecimiento de los incendios. La sequedad del aire afecta al comportamiento del fuego, reduciendo la humedad del combustible fino muerto, por lo que hay más combustible disponible para el incendio, e incrementa la posibilidad de que se den saltos de fuego. La inestabilidad atmosférica afecta al comportamiento del fuego, aumentando el desarrollo de la columna de convección, lo que acarrea grandes velocidades de viento en superficie, así como grandes ráfagas de viento dentro del fuego para reemplazar el aire evacuado por la columna de humo. Este es el mecanismo por el cual el incendio genera su propio viento. El índice de Haines tiene valores del 1 al 6, cuando alcanza los valores de 5 ó 6, la probabilidad de comportamiento extremo de incendio (antorchando y saltando) se incrementa significativamente. Este índice está bien adaptado para incendios dominados por su columna


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de convección, que son aquellos donde el poder del incendio es más grande que el del viento. El viento no es un parámetro que se utilice en este índice. 6.2.- Í NDICE METEOROLÓGICO DE PELIGRO CANADIENSE Índice desarrollado originalmente en 1970 y actualizado en sucesivas ediciones, la más reciente en 1984. Estima el comportamiento del fuego en un tipo de combustible estándar (pino maduro) que se encuentra de forma más o menos continua a través de Canadá. En su diseño se define como principal objetivo la obtención de un índice de peligro de incendio basado sólo en la meteorología, que utilizaría para dar resultados uniformes en todo el país. El índice final FWI (Fire Weater Index), como otros componentes del sistema canadiense, se obtuvo a partir de diferentes fuentes de información. La forma de integrar esta información consiste en utilizar la teoría y la experimentación en el laboratorio para planificar y analizar los experimentos de campo. En el desarrollo de la investigación siempre se utiliza información de varias fuentes, pero el análisis final siempre se base en la experiencia de campo; por tanto, podemos decir que se trata de un método inductivo. La estructura del FWI se basa en tres códigos de humedad, que son representativos del contenido de humedad en distintos tipos de combustibles. En cada uno de estos 3 códigos se desarrolla un índice auxiliar con dos fases, una aporta humedad tras la lluvia, mientras que la otra introduce un factor de perdida de humedad en periodos sin precipitaciones. Resumiendo, el índice meteorológico de peligro canadiense incorpora los efectos de los factores meteorológicos (pasados y presentes) y la época del año para proporcionar información acerca del peligro de incendio y sus características. Se calcula diariamente con datos obtenidos en más de 1.000 estaciones meteorológicas. En la actualidad, el Servicio Forestal Canadiense realiza interpolación índices meteorológicos, a partir de métodos tradicionales de una interpolación, paraespacial conocerde la los distribución espacial del peligro de incendio. Como resultado final se pueden consultar mapas diarios, con la distribución de los índices meteorológicos que componen el FWI. 6.3.- S ISTEMA DE PELIGRO ESTADOUNIDENSE En Estados Unidos el NFDRS (National Forest Danger Raiting System) utiliza información meteorológica para determinar el peligro de incendio. En el cálculo de los componentes e índices del sistema de peligro se otorga un papel importante a la variación estacional en la humedad del combustible, reflejando en sus resultados el efecto de la sequía. El fundamento de este sistema es el modelo de comportamiento del fuego de Rothermel, modelo desarrollado para predecir el comportamiento del fuego de superficie, pero no fue diseñado para un tipo de combustible en particular. La descripción del combustible es uno de los elementos que se introducen en el modelo. Otras variables necesarias para su cálculo son el estado hídrico del combustible vivo y muerto, la velocidad del viento y la pendiente. La filosofía del sistema NFDRS es considerar siempre las condiciones más desfavorables. En consecuencia, las estaciones meteorológicas se localizan en zonas abiertas, sobre exposiciones sur y las medidas se toman por la tarde, (14:00 horas), momento del día en que el peligro de incendio es más alto. Además de la descripción del lugar, el cálculo de este índice está basado en las siguientes observaciones: Pág. 147 http://slide pdf.c om/re a de r/full/mod-3-funda me ntos-te c nic os-de -la -extinc ion-de -inc e ndios

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Medidas meteorológicas de dos tipos tomadas en una red de estaciones meteorológicas:  Cada tarde, humedad relativa, temperatura del aire, estado del tiempo y velocidad de viento  Para las últimas 24 horas: máximas y mínimas de humedad relativa y temperatura, duración de la precipitaciones y volumen de las mismas.  Determinación del contenido de humedad, a partir del peso de diferentes testigos de madera. Estas mediciones de adquieren diariamente. Para estimar el contenido de humedad el combustible muerto se clasifica por su diámetro o el tiempo invertido en conseguir el equilibrio en humedad cuando se produce un cambio en las condiciones meteorológicas. El NFDRS dispone de diferentes componentes que nos informan del comportamiento potencial de incendio. Dichos componentes serian los siguientes: Componente de propagación: basado en el modelo matemático de Rothermel e integra el 

efecto del viento, la pendiente y el combustible para predecir el avance del fuego. Componente de intensidad, informa sobre la energía potencial emitida por unidad de área en el frente del incendio. Enfatiza la importancia del combustible con periodo de desfase más largo (1.000 horas) y en él no interviene el viento. A partir de estos dos componentes se deriva un índice final, ofreciendo una valoración de la dificultad de extinción del incendio mediante la estimación de la longitud de llama e intensidad del frente de avance del fuego. Recientemente el sistema de peligro estadounidense ha incorporado, además el Índice propuesto por Haines. En 1988, Donald Haines, desarrolló un índice de severidad para estimar las posibilidades de aparición de un gran incendio forestal por efecto directo de las interferencias atmosféricas sobre las condiciones de propagación del fuego. Dicho índice se basa en la condiciones de estabilidad y contenido de humedad en las capas bajas de la atmósfera. Recientes investigaciones han confirmado que las masas de aire inestable y con bajo contenido de humedad proporcionan las mejores condiciones para incrementar la severidad de los incendios forestales. Desde finales de los noventa han sido varias las Comunidades Autónomas españolas que han incorporado diariamente el índice de Haines, ayudando de forma considerable al establecimiento de grados de alerta y movilizaciones de medios en las etapas iniciales del incendio. 6.4.- Í NDICE DE PELIGRO FRANCÉS Los índices desarrollados en el área mediterránea francesa utilizan el balance hídrico para conocer el estado de la vegetación y otra serie de variables, entre las que destaca el viento, como factor fundamental en la propagación. Desde 1988 se comenzó a utilizar el denominado Risque Numerique Meteorologique, se trata de un índice mixto que combina la ignición y la propagación. Se calcula diariamente en una serie de zonas definidas de acuerdo a su masa forestal, el régimen de vientos, las precipitaciones y el relieve. El valor del índice oscila entre 0 y 20. Una derecientes sus principales deficiencias es posteriormente no considerarunalacorrección influencia de las precipitaciones en su cálculo; se introduce manual.


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6.5.- Í NDICE DE PELIGRO PORTUGUÉS En Portugal, desde 1988, se utiliza un índice de peligro derivado del Índice de Nesterov. Es un índice acumulativo, es decir, aumenta su valor desde el inicio de la estación de incendios (principios de mayo), en función del número de días sin lluvia. Utiliza dos indicadores numéricos y uno subjetivo. El primero puede considerarse como un índice de ignición, que obtiene a partir de la temperatura del aire y la temperatura del punto de rocío. El segundo, recoge la acumulación diaria del índice y representa la influencia que tiene la sequía en el estado de la vegetación viva. Este índice de peligro indica, para un lugar y momento determinados, las condiciones atmosféricas referidas a una serie de elementos meteorológicos (humedad relativa, temperatura y precipitaciones) y su influencia sobre la vegetación. El indicador subjetivo, por su parte, se obtiene a partir del análisis de los datos meteorológicos presentes y previstos para días posteriores. Su misión es modificar el índice en función del viento del Este (viento seco), cuando sopla a más de 40 Km/h, al tiempo que permite analizar la tendencia del índice para el día siguiente. 6.6.- Í NDICE DE PELIGRO ESPAÑOL Antes de disponer de un sistema de peligro propio, se experimento con diferentes métodos utilizados en distintos países. En primer lugar, se utilizó un sistema basado en el método canadiense, al que fue necesario introducir algunas adaptaciones a las condiciones climáticas de España (efecto de la sequía prolongada y vientos especialmente desecantes). Posteriormente, se utilizó un índice de peligro desarrollado en Australia, que consideraba en su cálculo tanto la ignición como la propagación. Para su cálculo se requería, además de datos meteorológicos, una estimación de la cantidad de combustible existente. Desde 1987 se encuentra en vigor un índice de peligro diseña por el antiguo ICONA que se inspira en el método desarrollado por el laboratorio del fuego de Missoula, Montana. El índice requiere mediciones de temperatura y humedad relativa del aire para estimar el contenido de humedad de los combustibles ligeros y muertos, situados sobre la superficie del bosque. Con la humedad obtenemos la Probabilidad de Ignición, o lo que es lo mismo, la posibilidad de que una pavesa al caer sobre el combustible ligero muerto pueda inflamarlo. La Probabilidad de nivel Ignición estimar aque partir de los datos de velocidad condición del viento, el de sirve alertapara requerido, finalmente se sintetiza en ely denominado Grado Meteorológico de Peligro. Los niveles de alerta son los siguientes: Prealerta: peligro bajo o moderado Alerta: peligro alto Alarma: peligro extremo

Como se de puede observar viva. se trata delaunpropagación índice de ignición, el cualpropuso no se tiene en cuenta el estado la vegetación Para la antiguaenDGCN emplear


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otro modulo basado en el programa BEHAVE, que si considera las características de la vegetación viva, obtenido a partir de los modelos de combustible. En este modelo se atribuye un coeficiente de peligrosidad a cada formación vegetal, en función de su diferente combustibilidad, lo que permite obtener una estimación del peligro local de incendios. actualidad en funcionamiento el índice meteorológico peligro. Sus cálculosEnselarealizan tres sólo vecesestá al día y se pretende que sean incluidos en unadebase de datos junto al Índice de Riesgo Local de Incendios, en estos momentos no operativo, si bien la forma de integrar ambos componentes todavía no ha sido definida. Como resumen se observa que los índices de peligro operativos en los distintos países ofrecen una gran variedad respecto a las variables meteorológicas que utilizan, el tipo de combustible para el que se estima la humedad así como los objetivos que persiguen. En unos casos se considera sólo la fase de ignición, mientras en otros se intenta estimar también la propagación. 7.-BIBLIOGRAFÍA Chuvieco, E., Nuevas tecnologías para la estimación de incendios forestales. CSIC, 2004. Quílez Moraga, R. Curso Avanzado de Incendios Forestales. Instituto Valenciano de Seguridad Pública. Consellería de Gobernación. Generalitat Valenciana, 2010. SEMARNAT. Curso de introducción al manejo integral del fuego. The Nature Conservancy.

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MOD. 3 FUNDAMENTOS TÉCNICOS DE LA EXTINCIÓN DE INCENDIOS

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