I. Ciencia del Fuego • MÓDULO 01

🔥 Transferencia de Calor

Mecanismos de conducción (Fourier), convección (Newton) y radiación térmica (Stefan-Boltzmann). Análisis de perfiles térmicos transitorios y factores de vista.

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Normas: SFPE Handbook Sec. 1UNE-EN 1991-1-2ISO 834NFPA 557

1. Los Tres Mecanismos de Propagación Térmica

La transferencia de calor gobierna el crecimiento del incendio, la ignición de combustibles secundarios y el colapso estructural. Se rige por tres mecanismos:

A. Conducción Térmica (Ley de Fourier)

\[ \dot{q}''_x = -k \frac{dT}{dx} \quad \left[\frac{\text{W}}{\text{m}^2}\right] \]

En régimen transitorio unidimensional con difusividad \(\alpha = k/(\rho c_p)\):

\[ \frac{\partial T}{\partial t} = \alpha \frac{\partial^2 T}{\partial x^2} \]

B. Convección Térmica (Ley de Newton)

\[ \dot{q}''_{conv} = h_c (T_g - T_s) \quad \left[\frac{\text{W}}{\text{m}^2}\right] \]

Donde \(h_c\) oscila entre \(25\text{ y }35\text{ W}/(\text{m}^2\cdot\text{K})\) en fuegos confinados.

C. Radiación Térmica (Stefan-Boltzmann & Factores de Configuración)

\[ E = \varepsilon \sigma T^4 \quad \left(\sigma = 5.67 \times 10^{-8} \frac{\text{W}}{\text{m}^2\text{K}^4}\right) \]

El flujo radiativo incidente sobre un objetivo a distancia \(R\) con factor de vista \(F_{12}\):

\[ \dot{q}''_{rad} = F_{12} \cdot \varepsilon \sigma (T_{llama}^4 - T_{amb}^4) \]

2.5 kW/m²: Umbral de dolor en piel humana a 30s (límite de evacuación sin equipo).
12.5 kW/m²: Umbral de ignición pilotada de madera y plásticos habituales.
20.0 kW/m²: Ignición espontánea y desprendimiento masivo de volátiles.

⚙️ Simulador de Flujo Radiativo Incidente & Distancia de Seguridad

Temperatura de Llama (K)

Emisividad de Llama (ε)

Factor de Vista (F12)

2. Caso Práctico de Ingeniería Visable

Separación entre Fachadas Industriales Colindantes

Datos: Fachada de nave en llamas de 20m x 6m, T_f = 950°C (1223 K), ε = 0.90. Se requiere F12 ≤ 0.109 para garantizar que la radiación en la nave vecina no supere los 12.5 kW/m² exigidos en el RSCIEI. La distancia mínima de separación resultante es D ≥ 8.45 metros.

Cuestionario de Certificación Técnica

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