temari bombers voluntaris

276
Legislació 1 TEMA 1.LEGISLACIÓ

Upload: hoangdang

Post on 02-Feb-2017

315 views

Category:

Documents


15 download

TRANSCRIPT

Page 1: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

1

TEMA 1. LEGISLACIÓ

Page 2: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

2

1. Llei principal en matèria de prevenció i extinció d’incendis.

La llei fonamental que confecciona el marc normatiu que defineix l’àmbit d’actuació de la Direcció General de Prevenció, Extinció d’Incendis i Salvaments és la següent:

- Llei 5/1994, de 4 de maig, de regulació dels serveis de prevenció i extinció

d’incendis i de salvaments de Catalunya.

2. Els serveis de prevenció i extinció d’incendis de la Generalitat

D’acord amb l’article 5 de la Llei 5/1994, integren els serveis de prevenció i extinció d’incendis i de salvaments de Catalunya:

a) el cos de bombers de la Generalitat

b) el personal pertanyent als serveis de prevenció i extinció d’incendis de les

entitats locals

c) els bombers voluntaris. Són bombers voluntaris les persones que presten els

seus serveis de prevenció i extinció d’incendis i salvaments d’una manera

altruista, i estan sota l’organització i supervisió del Departament d’Interior (art 51

de la Llei 5/1994)

d) els bombers d’empresa: és bomber d’empresa la persona que té una habilitació

expedida per l’Escola de Bombers de Catalunya (ISPC) que l’acredita com a tal i

que exerceix funcions de prevenció i extinció d’incendis i de salvaments a

l’empresa de la qual depèn.

L’article 2.2 del Decret 374/1996, de regulació dels bombers d’empresa determina que l’exercici de les funcions de bomber d’empresa no es pot compatibilitzar amb la condició de membre en situació de servei actiu del cos de bombers de la Generalitat o dels cossos de bombers de les entitats locals.

e) el personal a què fa referència la disposició addicional tercera de la llei, personal

tècnic especialitzat contractat laboral.

Page 3: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

3

3. El cos de bombers de la Generalitat de Catalunya.

El cos de bombers de la Generalitat forma part de la funció pública de la Generalitat de Catalunya, és a dir, està format per funcionaris públics; és un cos que va ser creat per la Llei 9/1986, de 10 de novembre, de cossos de funcionaris de la Generalitat, però no va ser fins la llei 5/1994 que es va regular d’una manera específica. Fins aleshores, els bombers es regien per la normativa aplicable a la resta de funcionaris públics.

Cal recordar que tot i que la llei 5/1994 és la que regula el cos de bombers, la llei 4/1997, de 20 de maig, de protecció civil de Catalunya s’ha de tenir en compte a l’hora de determinar les seves funcions, ja que presenta un nou escenari d’actuació vinculat no només a l’extinció d’incendis sinó a la protecció civil en general, concepte més ampli.

D’acord amb les previsions d’aquestes dues disposicions, el cos de bombers es configura com l’agent executor i operatiu en l’àmbit de la protecció civil.

3.1 Estructura

L’article 11 de la Llei 5/1994 estableix que “el cos de bombers de la Generalitat té una

estructura i una organització jerarquitzades, per mitjà dels òrgans del Departament de

Governació (avui Departament d’Interior) que siguin determinats per reglament”, i que “el cos

de bombers de la Generalitat desenvolupa les funcions de prevenció i extinció d’incendis i de

salvaments corresponents a la Generalitat”.

A data d’avui, l’estructura del cos de bombers consta de quatre escales, a cadascuna de les quals li corresponen determinades categories:

- Escala superior, que comprèn la categoria d’inspector/a.

- Escala executiva, que comprèn la categoria de sotsinspector/a.

- Escala tècnica, que comprèn les categories d’oficial/a, sergent/a, caporal/a i bomber/a

de primera.

- Escala bàsica, que comprèn la categoria de bomber/a.

4 El cos de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya

L’ article 51 de la Llei 4/1994 estableix el següent: Són bombers voluntaris les persones que, per llur vocació benèfico-social, presten llurs serveis d'una manera altruista dins l'estructura de qualsevol dels serveis de prevenció i extinció d'incendis i salvaments a Catalunya. Els bombers voluntaris no tenen la consideració de personal funcionari ni de personal

Page 4: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

4

laboral i es regeixen per la normativa que sigui establerta per reglament. Els bombers voluntaris de la Generalitat estan sota l'organització i la supervisió del Departament d’Interior i tenen una estructura i una organització jerarquitzades, d'acord amb el que sigui establert per reglament. N'exerceix el comandament superior la persona titular del dit Departament. Els bombers voluntaris de la Generalitat desenvolupen també les funcions de prevenció i extinció d'incendis i de salvaments de la Generalitat. La formació, el perfeccionament i la capacitació dels bombers voluntaris corresponen a l'Escola de Bombers de Catalunya. Així mateix, l’article 52 del mateix text normatiu estableix que: Els bombers voluntaris tenen dret a gaudir d'una assegurança que cobreixi els accidents que es puguin produir en acte de servei i a gaudir de la defensa jurídica necessària en les causes instruïdes com a conseqüència d'actuacions dutes a terme en l'exercici de llurs funcions. Els bombers voluntaris han d'ésser distingits o recompensats quan s'apreciï alguna de les circumstàncies o algun dels supòsits que siguin determinats per reglament.

5 Reglament del cos de Bombers Voluntaris

El desplegament reglamentari del cos de bombers voluntaris es troba, actualment, en el Decret 8/2015, de 27 de gener, pel que s’aprova el Reglament del cos de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya i del Consell de Bombers Voluntaris de la Generalitat de Catalunya

Aquest reglament defineix com a membres del cos de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya les persones que, per la seva vocació benèfica social, presten d’una manera altruista les funcions de prevenció i extinció d'incendis i de salvaments, dins de la unitat directiva corresponent del departament competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments. Així mateix, indica que les persones membres del cos de bombers voluntaris de la Generalitat juntament amb el cos de Bombers de la Generalitat formen part dels serveis públics de prevenció i extinció d’incendis i de salvaments de Catalunya. Els membres del cos de bombers voluntaris de la Generalitat no tenen la consideració de personal funcionari ni de personal laboral i han de sotmetre la seva actuació als principis bàsics assenyalats a l'art. 2 de la Llei 5/1994, de 4 de maig, de regulació dels serveis de prevenció i extinció d'incendis i de salvaments de Catalunya.

5.1 Seccions del cos de bombers voluntaris

El cos de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya es troba formada per les Seccions següents:

a) Secció Activa: formada pels membres del cos de bombers voluntaris la tasca dels

quals és actuar al lloc del sinistre, realitzar serveis de prevenció i altres de no urgents.

Page 5: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

5

Així mateix, posteriorment al nomenament com a membre de la Secció Activa, la

direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments

podrà habilitar, mitjançant resolució de la persona titular d’aquesta direcció general, per

a determinades especialitats operatives bombers i bomberes voluntaris de la Secció

Activa, d’acord amb el procediment establert per a aquestes.

b) Secció Especial: formada per experts professionals especialitzats en ciències o

tecnologies relacionades amb l’àmbit de les emergències que determini la direcció

general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments i que, pels

seus coneixements i experiència, poden assessorar o participar de manera directa en

els serveis de la seva especialitat. Els membres d’aquesta secció depenen

orgànicament de la subdirecció general competent en l’àmbit operatiu o tècnic de la

direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments.

c) Secció de Veterans: formada pels membres del cos de bombers voluntaris que, amb

l'aportació de la seva experiència i coneixements, tenen la missió d'assessorar en totes

les tasques pròpies dels bombers. La direcció general competent en matèria de

prevenció, extinció d’incendis i salvaments pot determinar les tasques de suport

administratiu o logístic que aquesta secció pot realitzar.

d) Secció d'Honor: constituïda per persones, col·lectius, agrupacions o institucions,

nacionals o estrangeres, que hagin contribuït d'alguna manera en favor dels serveis de

prevenció i extinció d'incendis i de salvaments de la Generalitat de Catalunya.

e) Secció Juvenil: cada agrupació pot comptar amb una Secció Juvenil, constituïda per

joves que sentin una especial vocació de futur bomber o bombera voluntari .

Correspon a la persona titular del departament competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments, a proposta de la persona titular de la direcció general competent en aquesta mateixa matèria, emetre les resolucions de nomenament dels membres del cos de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya de totes les seccions en què es classifica, i també emetre'n les de baixa.

5.2 Ingrés a la Secció activa del cos de bombers voluntaris

L’ingrés a la Secció activa del cos de bombers voluntaris es dur a terme mitjançant convocatòria pública efectuada per la persona titular del departament competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments (actualment el Departament d’Interior). Els requisits per accedir a la Secció activa són els següents:

a) Haver complert divuit anys.

b) Tenir el títol de graduat en educació secundària obligatòria o equivalent, o qualsevol

altre de nivell superior, o estar en condicions d’obtenir-lo.

Page 6: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

6

c) Tenir la residència a 15 quilòmetres de radi, com a màxim, del parc de bombers al

qual vol ser adscrita.

d) No patir cap malaltia ni discapacitat física, psíquica o sensorial que impedeixi l’exercici de les funcions pròpies de la secció.

5.3 Baixes de la Secció activa del cos de bombers voluntaris

Les baixes dels membres de les seccions Activa es produeixen en els supòsits següents:

a) A petició pròpia, mitjançant renúncia escrita.

b) Per malaltia o discapacitat física, psíquica o sensorial que els impossibiliti l’exercici normal de les funcions c) Per haver complert l’edat de seixanta-cinc anys.

d) Per revocació del nomenament.

e) Pel fet d’adquirir la condició de funcionari del cos de Bombers de la Generalitat de

Catalunya.

f) Per haver superat el termini màxim que s’estableix de suspensió, sense que la

persona interessada hagi sol·licitat reincorporar-se al servei actiu.

g) Per defunció.

5.4 Revocació del nomenament de la Secció activa

El Reglament en l’article 13 preveu les baixes per revocació del nomenament de bomber voluntari. Per revocar la condició de bomber voluntari caldrà que es compleixin els tres requisits següents:

a) La tramitació per part de la Direcció General de Prevenció, Extinció d’Incendis i

Salvaments de Catalunya.

b) La tramitació a través d’un expedient individual.

c) Tràmit d’audiència prèvia.

El procediment es duu a terme conforme l’establert en la Llei 30/1992, de 26 de novembre, de règim jurídic de les administracions públiques i del procediment administratiu comú, i la Llei 26/2010, de 3 d’agost, de règim jurídic de procediment de les administracions públiques catalanes. El termini màxim per resoldre el procediment de revocació és de sis mesos. Un cop s’hagi resolt la revocació del nomenament ha de transcórrer un període mínim de cinc

Page 7: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

7

anys perquè la persona interessada pugui tornar a sol·licitar participar en el procés de selecció per a l’accés al cos de bombers voluntaris. Les causes de revocació són les següents:

a) Per l’incompliment reiterat d’ordres d’un superior sense causa justificada, i també

per l’abandonament del servei sense causa justificada.

b) Per haver faltat tres vegades en un mateix any a les pràctiques obligatòries, a les

reunions convocades o a qualsevol altra activitat pròpia del parc respectiu, sense

causa justificada.

c) Per no haver assistit als cursos obligatoris, o no haver assistit a cursos de formació

contínua amb la inscripció admesa, sense causa justificada.

d) Per no haver complert, sense causa justificada, el percentatge d’activitat establert en

la regulació específica que dicti la direcció general competent en matèria de

prevenció, extinció d’incendis i salvaments, en relació amb el parc al qual s’està

adscrit i per a la qual hagi estat cridat.

e) Per l'incompliment reiterat de les obligacions i disposicions recollides en aquest

Reglament o en la regulació específica que dicti la direcció general competent en

matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments.

f) Per actes i conductes que atemptin contra la dignitat d'altres membres del cos, dels

empleats públics o dels ciutadans, contra la imatge del cos, o bé contra el prestigi i

la consideració deguts a la Generalitat de Catalunya i a la resta d'institucions o que

vagin en contra dels principis d'actuació assenyalats a l'art. 2.2 del Reglament .

g) Pel fet d'embriagar-se o de consumir drogues tòxiques, estupefaents i substàncies

psicotròpiques de manera que repercuteixi o pugui repercutir en el servei, o el fet de

negar-se injustificadament a les comprovacions mèdiques i tècniques ordenades per

l'Administració.

h) Els membres de la Secció Activa que no compleixin l’obligació que assenyala l’art.

34.2 del Reglament (disposar del permís de conducció de vehicles de la categoria C,

en vigor, o permís equivalent d’acord amb la normativa aplicable, com a màxim en el

termini de cinc anys des del seu nomenament. Aquesta obligació no és aplicable a

les persones membres de la Secció Activa nomenades amb anterioritat a l’entrada

en vigor d’aquest Reglament).

5.5 Suspensió temporal de les funcions del nomenament de bomber voluntari

La persona titular de la direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d'incendis i salvaments resoldrà la suspensió temporal de funcions en els supòsits següents:

Page 8: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

8

a) Quan no acrediti el manteniment correcte de les condicions personals. La

resolució ha de determinar el termini de la suspensió, que s'ha de deixar sense

efecte si la persona interessada certifica la recuperació de les condicions per tornar

a prestar el servei. En cas contrari, la suspensió pot donar lloc a la baixa com a

membre del cos de bombers voluntaris, la qual s'ha de tramitar d'acord amb el

procediment de revocació.

b) Per causes personals justificades. La resolució ha de ser adoptada a sol·licitud de

la persona interessada, amb l’informe previ del Consell de Bombers Voluntaris de la

Generalitat de Catalunya si la duració de la suspensió és superior a un any, i amb

expressió del temps de l'autorització de suspensió, que no pot ser superior als dos

anys.

c) D’ofici, per haver superat el concurs oposició per accedir al cos de Bombers de la

Generalitat de Catalunya. En aquest cas, la suspensió s’allargarà fins al

nomenament com a funcionari del cos de Bombers, moment en què serà baixa

definitiva com a bomber voluntari.

d) D’ofici o a petició de la persona interessada perquè es troba en situació de

gestació i, a sol·licitud de la persona interessada, mentre duri el període de

lactància.

e) D’ofici, com a mesura cautelar, per causa justificada i de forma motivada, mentre

ho requereixin els fets que hagin donat lloc a la tramitació de l’expedient de

revocació.

En tots els supòsits del punt anterior, llevat dels apartats c) i e), la suspensió a sol·licitud de la persona interessada i amb l’informe del Consell de Bombers Voluntaris es podrà ampliar el període de la suspensió temporal de funcions fins a quatre anys com a màxim. Les suspensions temporals de funcions esmentades s’han de comunicar al Consell de Bombers Voluntaris.

5.6 Carnet, uniformes i distintius

Els membres de totes les seccions del cos de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya han de rebre juntament amb el seu nomenament el carnet d'identificació, la forma i característiques del qual figuren en el Reglament. Els membres del cos de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya tenen l'obligació de portar sempre el carnet d'identificació i de comunicar-ne immediatament la pèrdua al superior jeràrquic per escrit, segons el model determinat per la direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d'incendis i salvaments de Catalunya. Així mateix, han de retornar-lo a la direcció general esmentada, temporalment o definitivament segons correspongui, en el cas de suspensió temporal de funcions o baixa.

Page 9: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

9

La direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d'incendis i salvaments de Catalunya ha de determinar, amb la consulta prèvia al Consell de Bombers Voluntaris de la Generalitat de Catalunya, els elements de la modalitat diària de l'uniforme de servei, de l'equip personal complementari d'intervenció i de l'equipament específic, establerts a la reglamentació sobre uniformes del cos de Bombers de la Generalitat de Catalunya, que els membres del cos de bombers voluntaris de la Secció Activa i de la Secció Especial tenen dret a rebre. Els membres de la Secció de Veterans tenen dret a rebre els elements que determini la direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments de la modalitat diària de l'uniforme de servei, establerta a la reglamentació sobre uniformes del cos de Bombers de la Generalitat de Catalunya. Els membres del cos de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya n'acrediten la pertinença mitjançant els distintius que s'esmenten a continuació, els quals s'incorporen obligatòriament a l’uniforme corresponent. Els tipus de distintius són: institucional, galó i xarretera, les característiques dels quals són les establertes per la reglamentació sobre uniformes del cos de Bombers de la Generalitat de Catalunya, amb l'adaptació, pel que fa al galó i a la xarretera, que figura en el Reglament. La persona titular del departament competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments, amb la consulta prèvia al Consell de Bombers Voluntaris de la Generalitat de Catalunya, pot autoritzar l'ús de distintius complementaris per d'identificar agrupacions de bombers voluntaris.

5.7 Drets i obligacions inherents a la uniformitat

Els drets inherents a la uniformitat són els següents:

a) Rebre els elements de l'uniforme a l'inici de les seves activitats i un cop rebin el

nomenament corresponent.

b) Renovar els elements de l'uniforme en els supòsits de dany o pèrdua, quan aquest

sigui causat per raons del servei, amb un informe escrit previ segons el model

determinat per la direcció general competent en matèria de prevenció, extinció

d'incendis i salvaments de Catalunya.

c) Renovar els elements de l'uniforme a mesura que es desgastin per l'ús, en funció de

les tasques atribuïdes o de l'especialitat assignada.

d) Rebre informació sobre les condicions tècniques i de seguretat de tots els elements

de l'uniforme, els quals han de complir les condicions tècniques i de seguretat

corresponents, que són determinades per les disposicions específiques aplicables.

Les obligacions inherents a la uniformitat són les següents:

a) Dur la modalitat diària de l'uniforme de servei sempre que la persona membre del

cos de bombers voluntaris estigui de guàrdia al parc, i quan s'efectuïn sortides per

raó del servei, dur l'equip personal complementari d'intervenció i, si s'escau,

Page 10: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

10

l'equipament específic.

b) Utilitzar els elements de l'uniforme de conformitat amb les instruccions d'ús

determinades per la direcció general competent en matèria de prevenció, extinció

d'incendis i salvaments.

c) Dur i mantenir en condicions correctes tots els elements de l'uniforme i no

malmetre'ls.

d) Comunicar immediatament al superior jeràrquic i per escrit, segons el model

determinat per la direcció general competent en matèria de prevenció, extinció

d’incendis i salvaments, la pèrdua de qualsevol dels elements de l'uniforme.

e) Retornar tots els elements de l'uniforme a la direcció general competent en matèria

de prevenció, extinció d'incendis i salvaments temporalment o definitivament, segons

correspongui, en el cas de suspensió temporal de funcions o per baixa. En cas que

no es retornin s’iniciarà, previ advertiment, el procediment corresponent per al seu

retorn o exigència de responsabilitats d’acord amb la normativa vigent.

f) No utilitzar l'uniforme en situacions alienes al servei.

g) Exhibir sobre l'uniforme únicament els distintius autoritzats en funció de la categoria

corresponent.

5.8 Compensacions econòmiques

Les compensacions corresponents a les prestacions dels membres del cos de bombers voluntaris no tenen caràcter de retribució salarial sinó que indemnitzen pels conceptes següents:

a) Incapacitat temporal per accidents produïts en exercici de les seves funcions.

b) Per assistència a les pràctiques.

c) Per assistència a cursos.

d) Per les despeses generades per l’assistència a sinistres i serveis de rereguarda amb

un màxim de mil hores en còmput anual.

e) Per les despeses generades per la realització de tasques complementàries de

manteniment d’instal·lacions, materials i vehicles amb un màxim de dotze hores

mensuals per parc.

f) Assistència a reunions del Consell de Bombers Voluntaris de la Generalitat de

Catalunya

Page 11: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

11

Les quanties corresponents a cada concepte es fixen per ordre conjunta del departament competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments i el departament competent en matèria de pressupostos. Així mateix, aquesta ordre pot establir, si escau, els criteris de valoració corresponents per a la concreció de les compensacions.

Actualment es troben regulades en l’Ordre NT/215/2015, de 25 de juny, per la qual es fixen

les quanties de les compensacions corresponents a les prestacions de les persones

membres del cos de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya .

Amb exclusió de les compensacions per incapacitat temporal produïda per accidents en acte de servei i per assistència a cursos i a pràctiques , així com la percepció dels drets per l’assistència a reunions del Consell de Bombers Voluntaris de la Generalitat de Catalunya, que sempre seran personals, les compensacions també es podran percebre directament o, a opció de la persona membre del cos de bombers voluntaris, en benefici de les associacions de bombers voluntaris que estiguin inscrites en el registre d’associacions de la direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments. L’opció en benefici de les associacions l’ha de fer directament la persona membre del cos de bombers voluntaris mitjançant un escrit adreçat a l’associació i a la direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments en el qual han de figurar les seves dades identificatives i el nom de l’associació en favor de la qual exerceix l’opció. Totes les compensacions econòmiques s’han de sol·licitar mitjançant el model oficial elaborat per la direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments, el qual ha d’anar signat pel cap d’agrupació o de parc i acompanyat de la documentació que per cada un dels casos, si s’escau, estableixi la direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments. Les sol·licituds de compensacions econòmiques s’adreçaran mensualment a la regió d’emergències respectiva, la qual, prèvia comprovació de la seva procedència i correcta justificació, adreçarà la proposta de pagament a la direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments. Per ordre de la persona titular del departament competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments es podrà regular el procediment per a la gestió de l’abonament de les compensacions.

5.9 Assegurança d’accidents Els membres de la Secció Activa i de la Secció Especial, incloses les persones aspirants mentre reben la formació bàsica, són beneficiaris d'assegurança amb cobertura de risc de mort i incapacitat permanent per accidents produïts en l’exercici de les seves funcions. Així mateix, els membres de les seccions de Veterans i Juvenil són beneficiaris d'una assegurança amb cobertura de risc de mort i incapacitat permanent per accidents produïts en l'exercici de les seves tasques o funcions. La quantia de cada indemnització ha de ser igual a la dels membres del cos de Bombers de la Generalitat de Catalunya. Les despeses derivades de l'assistència medicofarmacèutica de la persona membre del cos de

Page 12: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

12

bombers voluntaris en cas d'accident de qualsevol mena produït en exercici de les seves funcions, i sempre que la persona interessada no tingui un altre tipus de cobertura, són a càrrec de la Generalitat de Catalunya.

5.10 Defensa jurídica Els membres del cos de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya tenen dret a gaudir de la defensa jurídica necessària en les causes instruïdes com a conseqüència d'actuacions dutes a terme en l'exercici de les seves funcions.

5.11 Distincions Amb la finalitat de reconèixer l'esforç, la dedicació i el lliurament en l'exercici de les seves funcions, la Generalitat de Catalunya pot atorgar als membres de les seccions Activa, Especial i de Veterans els tipus de distincions següents:

a) Medalla d'honor que s’atorga per antiguitat i per serveis excepcionals.

a. Per antiguitat: s'atorga a les persones membres del cos de bombers

voluntaris que hagin mostrat una especial dedicació i lliurament en

l'exercici de les seves funcions al llarg dels anys, i té tres categories:

Medalla de bronze: s'atorga a les persones membres del cos de bombers voluntaris que hagin prestat vint anys de servei efectiu. Medalla d'argent: s'atorga a les persones membres del cos de bombers voluntaris titulars de la medalla de bronze que hagin prestat vint-i-cinc anys de servei efectiu. Medalla d'or: s'atorga a les persones membres del cos de bombers voluntaris titulars de la medalla d'argent que hagin prestat trenta-cinc anys de servei efectiu. No obstant això, a títol excepcional, la medalla d'or es pot concedir a la persona membre del cos de bombers voluntaris després de trenta anys de servei en el moment de la seva baixa.

b. Per serveis excepcionals: s'atorga a la persona membre del cos de

bombers voluntaris que sigui particularment distingida per la

realització d'actes d'especial rellevància i repercussió per a les

persones o la col·lectivitat en l'exercici de les seves funcions, i té les

categories següents:

Medalla d'argent. Medalla d'or.

b) Menció honorífica. Els membres del cos de bombers voluntaris poden ser distingits, en supòsits diferents dels que poden donar lloc a l'atorgament de la medalla d'honor, per compensar les trajectòries professionals i les actuacions que es considerin meritòries.

5.12 Formació

La formació dels membres del cos de bombers voluntaris correspon a l'Escola de Bombers i Protecció Civil de Catalunya de l’Institut de Seguretat Pública de Catalunya, la qual ha d'expedir

Page 13: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

13

i enregistrar els certificats i títols corresponents. La formació a què tenen dret els membres del cos de bombers voluntaris és la de capacitació per a les funcions següents: de caporal, de sergent i d'oficial. Així mateix, les persones membres del cos de bombers voluntaris tenen dret a formació contínua i d’especialització. Els membres de la Secció Activa i, si escau, de la Secció Especial han de mantenir una constant activitat teoricopràctica de perfeccionament i consolidació dels coneixements i les tècniques adquirides mitjançant la formació en matèria de prevenció i extinció d’incendis i salvaments. Aquesta activitat s’ha de realitzar de manera reglada als parcs de bombers respectius o a les seus que determini la respectiva regió d’emergències, en funció d’una programació anual, procurant que aquesta es realitzi en horaris i dies adequats al col·lectiu de cada parc.

5.13 Obligacions dels membres del cos de bombers voluntaris Les obligacions generals pròpies dels membres de les seccions Activa i Especial del cos de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya són les següents:

a) Obeir les ordres dels seus superiors i complir les disposicions de les presents

normes i les que, per a la bona marxa del cos, es dictin.

b) Acudir al parc amb celeritat quan se'ls avisi o bé quan tinguin notícia dels sinistres

per altres mitjans.

c) Atendre els serveis de reguarda.

d) En cas d'haver intervingut en algun sinistre estant lliures de servei, donar compte de

la seva actuació al seu superior immediat.

e) Dur a terme els treballs que tenen per finalitat mantenir en condicions correctes d'ús

els locals, els vehicles, els materials, els estris i també l'equip personal, a fi que

puguin servir en tot moment per als usos a què estan destinats.

f) Assistir a les pràctiques, a les activitats d’implantacions i als cursos que determini,

amb caràcter obligatori, la subdirecció general competent en l’àmbit operatiu.

g) Assistir a les reunions convocades pels seus superiors.

h) Sotmetre's periòdicament a les revisions físiques i de medicina preventiva per tal

d'assegurar el manteniment de les condicions necessàries per a la seguretat

personal.

i) Facilitar i, si s'escau, actualitzar les dades personals de contacte als seus superiors.

j) Totes les altres pròpies de les seves funcions que estableixi la direcció general

competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments.

Page 14: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

14

Els membres de la Secció Activa han de disposar del permís de conducció de vehicles de la categoria C, en vigor, o permís equivalent d’acord amb la normativa aplicable, com a màxim en el termini de cinc anys des del seu nomenament. Aquesta obligació no és aplicable a les persones membres de la Secció Activa nomenades amb anterioritat a l’entrada en vigor d’aquest Reglament .

5.14 Cap d’agrupació

Cada agrupació de bombers voluntaris ha de tenir un cap o una cap d'agrupació membre del cos de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya. En els parcs amb adscripció exclusiva de membres del cos de bombers voluntaris, el cap o la cap d'agrupació és a la vegada cap de parc. Correspon als caps d’agrupació exercir les funcions següents:

a) Assumir les funcions de cap de parc en els parcs compostos únicament per

membres del cos de bombers voluntaris. És a dir, assumir-ne la direcció superior i

exercir la representació institucional de la direcció general competent en matèria de

prevenció, extinció d’incendis i salvaments dins del seu àmbit d’actuació.

b) Assistir als sinistres que es produeixin dins del seu sector d’actuació o delegar

l’assistència en els comandaments establerts prèviament.

c) Tenir cura que es compleixi el Reglament del cos de bombers voluntaris.

d) Organitzar els membres del cos de bombers voluntaris en sortides, equips de

reserva i equips de vigilància (guàrdies).

e) Proposar el nomenament del sotscap d’agrupació i dels caporals i sergents que

exerciran les funcions durant el seu mandat.

f) Distribuir els efectius en cadascuna de les sortides, en funció de les seves aptituds i

coneixements.

g) Controlar i supervisar la preparació pràctica i teòrica dels efectius i la revisió de les

maniobres amb les persones i material del parc.

h) Procurar que les dependències, les instal·lacions, els materials i els vehicles al seu

càrrec estiguin en òptimes condicions de funcionament.

i) Assegurar el tràmit de la documentació referent als diferents aspectes de les

persones, béns i comptabilitat.

j) Prendre les mesures necessàries per a la bona marxa de l’agrupació i donar compte

de les seves activitats, per escrit, al comandament de la regió d’emergències.

k) Donar compte per escrit dels sinistres on intervingui l’agrupació i revisar l’informe

Page 15: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

15

tècnic corresponent elaborat pel responsable de l’actuació.

l) Col·laborar en els treballs i inspeccions de prevenció d’incendis per ordre del

comandament de la regió d’emergències.

m) Proposar i suggerir tot el que cregui convenient per a la bona marxa i millora del

servei.

n) Convocar de forma periòdica reunions per tal d’analitzar la marxa de l’agrupació i

treure ensenyaments dels sinistres en els quals s’ha participat.

o) Assistir a les reunions convocades pel comandament de la regió d’emergències.

p) Realitzar les entrevistes i els informes corresponents de les persones aspirants a

ingressar a la Secció de Veterans i a la Secció Juvenil del cos de bombers voluntaris

de la Generalitat de Catalunya.

q) En els parcs on hi hagi cap d’agrupació i cap de parc del cos de Bombers de la

Generalitat de Catalunya, el cap d’agrupació exerceix les funcions assenyalades als

apartats anteriors dins de l’àmbit exclusiu dels membres del cos de bombers

voluntaris.

És responsabilitat del cap d’agrupació i, si escau, cap de parc l’organització de tots els efectius de l’agrupació per poder assumir la cobertura de totes les incidències i serveis que s’esdevinguin.

El cap d’agrupació i sotscap d’agrupació s’escullen, mitjançant un sistema de votació entre els membres del parc de bombers; per poder ésser escollit cal reunir els requisits següents:

a) Ésser membre de la Secció Activa i estar en servei actiu.

b) Estar adscrit al parc en què vol exercir les funcions corresponents.

5.15 Àmbit d’actuació

L'àmbit d'actuació del cos de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya és tot el territori de Catalunya. També pot actuar fora del territori de Catalunya, en casos excepcionals o d'emergència, si la naturalesa del servei a prestar ho requereix i a petició de l'autoritat competent.

5.16 Adscripció Els membres de la Secció Activa s'adscriuen als parcs de bombers de la Generalitat de Catalunya. La direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments, amb l’informe previ del Consell de Bombers Voluntaris de la Generalitat de Catalunya, pot adscriure membres de la Secció Activa a altres serveis logístics o operatius de la mateixa direcció general.

Page 16: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

16

La persona titular de la direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments pot autoritzar per resolució, amb els informes previs dels caps de parc, caps d'agrupació o caps dels serveis logístics o operatius afectats, el canvi del parc de bombers o servei al qual el membre de la secció Activa estigui adscrit, per causa justificada del seu canvi de residència. La persona titular de la direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments, per raons excepcionals i justificades, pot autoritzar un canvi d’adscripció per motiu diferent del canvi de residència. Aquest canvi d’adscripció s’ha de comunicar al Consell de Bombers Voluntaris de la Generalitat de Catalunya.

5.17 Equips de guàrdia Els membres del cos de bombers voluntaris adscrits a parcs s'organitzen en equips de guàrdia i han de ser localitzables per poder atendre les sortides i, eventualment, per a la presència en els parcs mentre duren les sortides. La direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments ha de proveir els equips de guàrdia amb la tecnologia necessària per garantir la seva localització immediata. L'equip de guàrdia està format per sis membres de la Secció Activa, d'entre els quals cal garantir que dos tinguin el carnet de la categoria que permeti conduir els vehicles del parc. Els parcs amb adscripció exclusiva de membres del cos de bombers voluntaris han de tenir una dotació mínima de dos i una dotació màxima de cinc equips de guàrdia, a més del cap de parc. La direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments pot modificar, a proposta de la subdirecció general competent en l’àmbit operatiu, la composició o les dotacions dels equips de guàrdia dels parcs, amb l’informe previ del Consell de Bombers Voluntaris de la Generalitat de Catalunya. Així mateix, correspon al departament competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments fixar el nombre total d’efectius de bomber voluntari de la Generalitat de Catalunya, i també les necessitats que s’han de cobrir anualment d’acord amb les disponibilitats pressupostàries existents. En els parcs amb adscripció de membres del cos de bombers voluntaris i de membres del cos de Bombers de la Generalitat de Catalunya, l'eventual organització dels membres del cos de bombers voluntaris en equips de guàrdia, així com la seva composició i dotació, l’ha de determinar la direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments, amb l’informe previ del Consell de Bombers Voluntaris de la Generalitat de Catalunya.

5.18 Consell de Bombers Voluntaris de la Generalitat de Catalunya

El Consell de Bombers Voluntaris de la Generalitat de Catalunya és l’òrgan col·legiat d’assessorament i consulta en el qual els representants dels membres del cos de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya i de l’Administració harmonitzen els interessos respectius. Aquest òrgan està adscrit a la direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments, on té la seu.

Page 17: Temari Bombers Voluntaris

Legislació

17

5.19 Associacions de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya Les associacions de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya són associacions constituïdes exclusivament per membres del cos de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya a l’empara de la legislació general d’associacions i que tenen per finalitat protegir i promoure els interessos comuns i genèrics dels seus membres dins l’àmbit territorial de l’associació. Les associacions esmentades legalment constituïdes, un cop inscrites en el Registre d’associacions de la Generalitat de Catalunya, poden sol·licitar la inscripció en el Registre especial d’associacions de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya adscrit a la direcció general competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments. Les associacions de bombers voluntaris de la Generalitat, per tal d’accedir al Registre especial d’associacions de bombers voluntaris de la Generalitat, han de tenir el seu àmbit territorial d’actuació referit a un parc de bombers i han d’estar integrades per deu socis com a mínim. Les associacions inscrites en el Registre especial esmentat són considerades associacions d’interès per als serveis de prevenció i extinció d’incendis i salvaments de competència de la Generalitat de Catalunya i, així mateix, es podran agrupar en una o més federacions d’associacions de bombers voluntaris de la Generalitat de Catalunya. Les associacions de bombers voluntaris inscrites en el Registre especial d’associacions de bombers voluntaris de la Generalitat han de facilitar al departament competent en matèria de prevenció, extinció d’incendis i salvaments la informació que els sigui requerida i també comunicar qualsevol variació de les dades que han de constar en el dit Registre, i gaudeixen dels beneficis següents:

a) Dret a rebre les ajudes econòmiques, tècniques i de qualsevol tipus que atorgui

la Generalitat de Catalunya d’acord amb la normativa vigent.

b) Dret a percebre les compensacions econòmiques dels seus associats en els

termes que regula aquest Reglament .

Page 18: Temari Bombers Voluntaris

Principis de física

1

TEMA 2. PRINCIPIS DE FÍSICA

Page 19: Temari Bombers Voluntaris

Principis de física

2

1.1. INTRODUCCIÓ La Física és la ciència que estudia el comportament de la matèria i de l'energia, i de les forces que governen les interaccions entre les partícules. Abarca un camp extremadament ampli, del qual nosaltres com a bombers ens interessa només una petita part. Aquesta part és la que ens permetrà entendre què és la força, com afecta als cossos en moviment, què vol dir fer treball i a què es refereix la potència d'un motor, entre d'altres.

Tot i semblar conceptes molt teòrics, ens calen per entendre com funcionen les nostres eines

hidràuliques, i fins i tot el funcionament de les bombes d'aigua!

1.2. CONCEPTES BÀSICS

1.2.1. Massa La massa és una propietat dels objectes físics, que mesura la quantitat de matèria en un objecte. És una propietat, i per tant no varia, a diferència del pes, que veurem en el següent apartat. La unitat de la massa en el sistema internacional és el quilogram (Kg), que és la massa d'un litre d'aigua a 4ºC i a 1 atmosfera de pressió.

1.2.2. Força La força és una acció que altera la velocitat d'un cos (una massa). En aplicar una força sobre un cos, aquest agafa una acceleració, que fa que li canvii la velocitat. Matemàticament ho expressem com:

F= m · a

La unitat de la força en el sistema internacional és el Newton (N), que és la força necessària per donar una acceleració de 1m/s2 a una massa d'un quilogram. En aplicar una força sobre un cos aquest es començarà a moure en la mateixa direcció que li hem aplicat la força. Si hi ha més d'una força actuant, caldrà trobar la força resultant, i el moviment serà en la direcció d'aquesta força resultant.

Page 20: Temari Bombers Voluntaris

Principis de física

3

Com a exemple de força tenim el pes, que no s'ha de confondre amb la massa. El pes és la força que fa la gravetat sobre una massa. A la superfície de la terra, per exemple, la gravetat fa agafar als cossos una acceleració de 9'8m/s2. Si tenim una persona amb una massa (no un pes) de 80kg, aquesta tindrà un pes (o sigui rebrà una força cap al centre de la terra) de: F = 80kg · 9'8m/s2 = 784 Newtons La gravetat no ÉS una força, la gravetat FA una força! Com més massa, més força fa. Una bola

de paper caurà igual de ràpid que una bola de plom, totes dues a 9'8m/s2. La de plom, amb més massa, rep una força més gran que la de paper.

Així, les bàscules que tenim tots a casa què mesuren? El pes o la massa? Les bàscules ens diuen quina massa tenen els objectes que pesem, tot i que el que realment estan mesurant és el pes! En lloc de dir-nos quants newtons de pes, ens diuen els quilograms de massa. Però alerta, això només funciona a la superfície de la terra! Si anem a un altre lloc amb una gravetat diferent, per exemple la lluna, la bàscula ja no ens dirà la veritat, ja que ens estarà dient que la nostra massa és de menys quilograms. I això no és cert, ja que la massa és una propietat dels objectes, i no varia, ni aquí ni a la lluna. El pes si, ja que és una força i varia en variar la gravetat. Exercicis:

1) Un BRP de 14.000 kg accelera a raó de 1,3 m/s2. Calcular la força exercida pel motor

(18.200N).

Iŀlustració 1: La força resultant (F) dels dos remolcadors té una direcció i un sentit que és la suma de totes dues (T1 i T2)

Page 21: Temari Bombers Voluntaris

Principis de física

4

1.2.3. Velocitat En un moviment rectilini uniforme, l’espai recorregut per un mòbil és directament proporcional al temps invertit. Aquest factor de proporcionalitat rep el nom de velocitat del mòbil i, matemàticament, s’expressa com segueix:

e e m V = —— t seg t v m/s

on, V velocitat del mòbil e espai recorregut pel mòbil t temps invertit per fer aquest recorregut

Les unitats en què es mesura la velocitat són unitats de longitud en relació a unitats de temps. Exemples de diferents unitats per mesurar velocitats.

• Metre/segon = metres recorregut en 1 segon • Km/hora = Kms recorregut en 1 hora

• 1 m/seg = 3,6 Km/h

1 milla marina 1852 metres • 1 nus = ----------------------- = --------------------- = 1,8 Km/h

1 hora 1 hora • 1 milla terrestre = 1,6 Km

1.2.4. Acceleració L'acceleració és una magnitud física que ens indica com canvia la velocitat d'un cos en relació amb el temps. És una mesura de com de ràpid augmenta o disminueix la velocitat del cos. Per a que un cos pateixi una acceleració (o desacceleració si estem fent reduir la velocitat) cal que li apliquem una força. Si apliquem la força en el sentit del moviment accelerarem el cos, si apliquem la força en sentit contrari el frenarem (desacceleració).

a = v / t v= velocitat (m/s) t= temps (segons)

Page 22: Temari Bombers Voluntaris

Principis de física

5

Les unitats de l'acceleració en el sistema internacional són els metres/segon2 (m/s2), que ens indica en quants metres per segon varia la velocitat cada segon. Per exemple, un cos que cau des d'un punt elevat té una acceleració de 9'8m/s2 degut a la gravetat. Això vol dir que cada segon que passi la seva velocitat augmentarà en 9'8m/s.

1.2.5. Energia És la capacitat que tenen els cossos de produir treball, ja sigui en forma de treball útil, de calor, de llum... En un sistema tancat l'energia sempre es manté constant. Pot ser de diferents tipus:

energia potencial, que vol dir que la pot alliberar però que mentre no ho fa la “guarda”. Per exemple un cos situat a una alçada, que quan caigui atret per la gravetat alliberarà aquesta energia en forma de moviment, però mentre no cau la té guardada (energia potencial gravitatòria) o una pila elèctrica, que mentre no està connectada no desprèn l'energia que té dins, de moment la guarda (energia potencial química)

Energies “actives” per diversos factors, com el fet d'estar en moviment (energia cinètica), pel fet de tenir temperatura (energia tèrmica)...

L'energia no es crea ni es destrueix, només es transforma.

La unitat de l'energia en el sistema internacional són els Joules (J), tot i que també podem trobar altres unitats d'ús comú com les calories 1 Joule = 0'239 calories 1 caloria = 4'186 Joules Anem a veure com es calculen els dos tipus d'energia mecànica més corrents i que ens seran útils per entendre els conceptes: 1- Energia potencial gravitatòria o de posició. 2- Energia cinètica o de moviment. Energia Potencial: és la que té un cos pel fet d'ocupar una posició espacial dintre d'un camp gravitatori E

p

Ep = m · g · h

m=massa en kg g=acceleració de la gravetat 9'8m/s2, h=alçada en metres Exemple: Quina energia potencial té una roca de 5kg de massa, situada a 10 metres d'alçada?

Ep = m · g · h Ep = 5kg · 9,8 m/s

2 · 10 m = 490 km · m/s

2 · m

Page 23: Temari Bombers Voluntaris

Principis de física

6

Ep = 490 N · m = 490 J

Energia Cinètica: és la que té un cos pel fet d'estar en moviment E

c.

Ec = ½ · m · v

2

m = massa del cos v = velocitat del cos Exemple: Quina energia cinètica té un cotxe de 800 kg de massa, que circula a una velocitat de 60 km/h? La velocitat s'ha d'expressar en m/s.

60 Km/h · 1h/3600s · 1000 m/1Km = 16,66 m/s

Ec = ½ m · v

2 E

c = ½ · 800 kg · 277,55 m

2/s

2 = 111020 J

Exercicis: 5) Quina energia potencial tenen els 500 litres d'aigua que deixa caure un helicòpter que fa una

estacionària a 30 metres del terra. (147.000 J). 6) Quina energia cinètica té un camió de Bombers de 16.000 kg de massa, si es desplaça a

una velocitat de 40 km/h. (987.456,8 J).

Page 24: Temari Bombers Voluntaris

Principis de física

7

1.2.6. Treball El treball és l'energia que es transfereix a un objecte en aplicar-li una força que li causarà un desplaçament. És una transferència d'energia, per tant les unitats són Joules (J). Encara que sigui energia, per tenir clar que parlem de treball es representa per la lletra W:

- Si força i camí tenen la mateixa direcció, tenim: W = F · e On: W Treball F Força e Camí recorregut - Si la força i camí tenen direccions distintes, tenim:

W = ( F · cos ) · e On:

= angle format entre els vectors força i camí.

Cal tenir clar que si no hi ha desplaçament del cos, per molta força que apliquem, no estarem

fent treball!

De la mateixa manera, si a un objecte que s'està movent jo aplico una força a 90º de la direcció del moviment, tampoc estaré fent treball. Aquest moviment ja el tenia, si no el vario amb l'aplicació de la força, no estic fent treball.

Page 25: Temari Bombers Voluntaris

Principis de física

8

Exercicis: 1) Quin treball ha fet un tràctel per aixecar un ascensor de 700 Kg a 20 metres d'alçada.

(140.000 J).

2) Quin treball ha fet la bomba hidràulica d'un camió per elevar 1m3 d'aigua a 12 metres

d'alçada. (120.000 J).

1.2.7. Potència La potència és la quantitat de treball que es fa a cada unitat de temps. Com més potència, doncs, més ràpid efectuem el treball. La seva unitat en el sistema internacional és el Watt (W).

P = W / t W = treball (Joules) t = temps (segons) No confondre la W de la unitat (watt) amb la del concepte de treball! Però també ho podem trobar expressat en cavalls de vapor (CV) que és la forma, per exemple, que els fabricants de cotxes ens donen la potència dels seus models. 1 CV = 735'5 W Prenent com a exemple els cotxes: el motor fa una força, que provoca una acceleració i per tant un desplaçament. Està fent un treball. Com de ràpid és capaç de fer aquest treball, o sigui com de ràpid pot fer accelerar el cotxe, és el que ens indica la potència. Exercicis: 1) Quina potència ha fet el tràctel anterior (exercici 1 de Treball), si fa el recorregut en 1 minut.

(2333,33 W). 2) Quina potència ha fet la bomba hidràulica (exercici 2 de Treball), si llançava l'aigua a 200 litres/minut. (400 W).

1.2.8. Pressió La pressió és la magnitud física que mesura la força per unitat de superfície. És a dir, ens indica com afecta una força aplicada a una superfície concreta. La seva unitat en el sistema internacional és el Pascal (Pa), que és la pressió que exerceix una força d'un newton aplicada a un metre quadrat.

P = F / S F = Força (Newtons) S = Superfície (metres quadrats)

Page 26: Temari Bombers Voluntaris

Principis de física

9

També podem trobar la pressió expressada en altres unitats que no són del sistema internacional, com ara els bars o les atmosferes. 1 bar = 1 atm = 100.000 Pa

1.2.9. Fricció Quan apliquem una força sobre un cos li donem una acceleració. Però en la majoria de casos, en aplicar aquesta força apareixerà una força en sentit contrari degut al fregament, ja sigui amb el terra on es recolza el cos, amb l'aire o aigua que l'envolta, amb tot plegat... A aquesta força que fa el fregament i que s'oposa a la força que nosaltres apliquem se l'anomena fricció. La fricció és una força, i com a tal s'expressa en Newtons (N). El seu càlcul és:

Ff = N · μ N = Força normal (la que actua contra la superfície de contacte) μ = Coeficient de fregament El coeficient de fregament ens ve donat en cada cas. Una caixa arrossegada sobre un terra de marbre polit tindrà un coeficient de fregament baix, i per tant una fricció baixa. En canvi una caixa arrossegada sobre un terra rugós tindrà un coeficient de fregament molt més alt, i per tant una fricció molt més alta.

En el dibuix podem entendre com actua la fricció amb l'exemple de la caixa. Nosaltres fem una força en diagonal, per tant una part de la força (Fx) farà desplaçar la caixa cap endavant però una altra part de la força (Fy) l'apretarà cap avall, contra el terra. Aquesta útlima més el propi pes de la caixa és la força resultat que empeny la caixa avall (mg+Fy). El terra ens torna aquesta força igual i en sentit contrari (la normal, N). Si ens en tornés menys, la caixa s'enfonsaria! La fricció, o sigui la força que s'oposarà a què moguem la caixa endavant, dependrà de la normal

(N) i del coeficient de fregament. Aquesta força és Ff. Per tal de poder moure la caixa endavant, he de fer que F(x) sigui major que Ff. Cal tenir en compte que existeixen dos tipus de friccions:

la fricció estàtica, que és la força que cal vèncer per començar a moure un objecte que està parat.

La fricció dinàmica, que és la força que cal vèncer per continuar movent un objecte que ja està en moviment.

La fricció dinàmica sempre és més dèbil que la fricció estàtica. Això explica perquè costa més començar a moure un objecte que continuar-lo movent. La “primera apretada” sempre ha de

ser més forta!

Page 27: Temari Bombers Voluntaris

Conceptes i propietats fonamentals

1

TEMA 3 PRINCIPIS DE QUÍMICA

Page 28: Temari Bombers Voluntaris

Conceptes i propietats fonamentals

2

1.1. ESTRUCTURA DE LA MATÈRIA

Els àtoms són les partícules elementals que formen qualsevol substància. Les seves dimensions són molt reduïdes, de manera que qualsevol substància que observem està formada per milions d'àtoms.

Els àtoms són les peces de construcció amb les quals està fet l'univers

Tot i que l'àtom sigui molt petit, està format per tres tipus de partícules més petites: protons, neutrons i electrons:

Protons: són dins el nucli de l'àtom amb càrrega elèctrica positiva. És el que ens defineix l'element, a diferent nombre de protons parlem d'àtoms diferents (or, hidrogen...).

Neutrons: són dins el nucli de l'àtom i sense càrrega. Els àtoms d'un mateix element poden tenir més o menys neutrons, cosa que en fa variar les propietats. Quan el nombre de neutrons no és el normal llavors parlem d'isòtops.

Electrons: Donen voltes com satèl·lits al voltant del nucli i tenen càrrega negativa. Quan tenim més o menys electrons del normal parlem d'ions, i és el que ens marca la càrrega elèctrica de l'àtom.

En tot l'univers existeixen més de cent tipus d'àtoms diferents. Cadascun d'ells es simbolitza amb una o dues lletres (el símbol químic) que solen correspondre a les inicials del seu nom. Així, per exemple, el símbol H correspon als àtoms d'hidrogen, el símbol C correspon als àtoms de carboni, etc. Els podem trobar tots a la taula periòdica dels elements, ordenats pel seu nombre atòmic, o sigui pel número de protons que tenen.

Page 29: Temari Bombers Voluntaris

Conceptes i propietats fonamentals

3

Els àtoms solen agrupar-se proporcionant substàncies diferents. La combinació de diversos àtoms s’anomena molècula, que és una unió d'àtoms més o menys estable i que té unes propietats sovint completament noves.

Per exemple, l'hidrogen és un gas combustible, i l'oxigen un gas comburent. Però la unió de dos àtoms d'hidrogen i un d'oxigen ens dóna la molècula que coneixem com aigua, que és

líquida i no combustible!

1.1.1. Notació química

Aquests àtoms i molècules les podem expressar en un llenguatge senzill i útil, que és la notació química. Com hem vist a la taula periòdica, cada element se l'anomena amb una o dues lletres, per exemple Hidrogen (H) o Oxigen (O). Per expressar una molècula, doncs tan sols posarem les lletres dels àtoms que les formen, amb un número en subíndex per indicar si hi ha més d'un àtom de l'element. Per exemple: l'aigua: H2O (dos àtoms d'hidrogen i un d'oxigen) el metà: CH4 (un àtom de carboni i quatre d'hidrogen) la sal (clorur de sodi): NaCl (un àtom de sodi i un àtom de clor)

1.1.2. Polaritat de les molècules

Segons el tipus d'àtoms que formin una molècula i la manera en la qual s'uneixen, apareixen càrregues elèctriques en parts diferents de la molècula. Les substàncies que presenten

Page 30: Temari Bombers Voluntaris

Conceptes i propietats fonamentals

4

aquesta característica s'anomenen polars, mentre que les que no tenen càrregues s'anomenen no polars.

L'aigua és un exemple de substància polar i els hidrocarburs són exemples de substàncies no polars. La polaritat d'una molècula influirà en algunes propietats d'aquella substància com, per exemple, la solubilitat. Les substàncies que siguin polars, com la sal, l'alcohol, etc., es dissoldran en aigua i altres dissolvents polars; mentre que les substàncies no polars només es dissoldran en dissolvents no polars.

L'explicació d'això és que les molècules polars sempre s'atreuen les unes a les altres com imants, per tant mai deixaran espai entre elles per a molècules que no siguin polars com elles. Encara que ens sembli el contrari, no és l'oli que no es vol barrejar amb l'aigua, sinó l'aigua que no deixa que l'oli s'hi barregi.

1.2. CALOR I TEMPERATURA

1.2.1. Calor

La calor és l'intercanvi d'energia entre dos cossos. Aquesta transferència d'energia es produeix sempre entre dos cossos que estan a temperatura diferent i sempre va del cos calent al fred. La calor és transmissió d'energia, i per tant es mesura en Joules (J), calories (cal), i unitats

derivades com kJ, kcal, etc. La relació entre les dues unitats és 1 cal = 4.18 J.

1.2.2. Temperatura

La temperatura és una propietat dels cossos que indica el seu nivell calorífic. Aquesta dada determinarà si es produirà transferència de calor des d'aquest material a d'altres. Al zero absolut (-273ºC) un cos no té temperatura, no es mou. Està completament quiet i per tant no té energia cinètica. Quan li aportem calor, el que fem es que les molècules comencen a vibrar, a moure's. La temperatura és un indicador d'aquest moviment. -273º és el zero absolut, moment en què les molècules no tenen energia. És la temperatura més baixa a la que es pot arribar.

Page 31: Temari Bombers Voluntaris

Conceptes i propietats fonamentals

5

Les unitats de temperatura són: · graus centígrads o Celsius (ºC).

· graus Fahrenheit (ºF), utilitzats en països anglosaxons.

· graus Kelvin (K), que corresponen a l'escala científica o absoluta. La relació entre l'escala centígrada i la Kelvin s'indica al dibuix de la dreta:

Exemple: Per comprendre la relació que hi ha entre calor i temperatura, considerem les tres mescles tèrmiques següents:

a) Barregem 1 kg de ferro a 100º C amb 5 litres d'aigua a 20º C b) Barregem 1 kg d'aigua a 100º C amb 5 litres d'aigua a 20º C c) Barregem 1 g de ferro a 100º C amb 5 grams d'aigua a 20º C

En tots aquests casos, en barrejar dos cossos que estan a diferent temperatura es produirà una transferència de calor del cos calent al fred fins que les temperatures dels dos cossos s'igualin. El resultat de les tres mescles seria:

Calor transferida (cal) Temperatura final (ºC)

a) 8836.6 b) 66700 c) 8.8

a) 21.8 b) 33.3 c) 21.8

Comparant els tres casos, es pot veure que la quantitat de calor que es transfereix depèn de la diferència de temperatures entre els dos cossos, del tipus de material i de la quantitat que hi intervingui. Cal tenir clar que la temperatura ens marca si hi haurà transmissió d'energia d'un cos a un altre,

però no la quantitat d'energia que emmagatzema un cos! Un cos amb més temperatura pot tenir menys energia que un de més fred. Això depèn de la calor específica del material.

Page 32: Temari Bombers Voluntaris

Conceptes i propietats fonamentals

6

1.2.3. Calor específica

La calor específica és una propietat característica de cada material. Correspon a la quantitat de calor necessària per augmentar 1º C la temperatura d'un kg d'aquell material. És un indicador de quanta energia tèrmica acumula el material. Aquesta calor específica pot canviar segons l'estat d'agregació, en una mateixa substància pot variar depenent de si es troba en estat líquid, sòlid o gasós. Les unitats en què s'expressa poden ser Joules per quilogram per grau centígrad (J/kg ºC) en el sistema internacional, però també es fa servir la caloria per gram per grau, cal/g ºC. Per exemple, la calor específica de l'aigua en estat líquid és de 4180 J/kg.º C. Això significa que 1 kg d'aigua necessita 4180 J per augmentar la seva temperatura 1º C. En cal/g ºC la calor específica de l'aigua líquida és de 1 cal/g ºC

La calor específica de l'aigua en estat líquid és de 1 cal/g ºC, mentre que en estat sòlid (gel) i gasós (vapor d'aigua) la seva calor específica és de 0'5 cal/g ºC

A continuació s'indiquen les calors específiques d'alguns materials:

Substància aigua ferro coure sorra gel Calor específica (J/kgºC) 4180 460 400 840 2100

Si es comparen les calors específiques de molts materials s'observa que l'aigua té una calor específica molt gran. Això fa que l'aigua sigui un material que absorbeix una gran quantitat de calor. De fet, una de les raons de l'eficàcia de l'aigua com agent extintor és la seva elevada calor específica, tot i que el motiu principal és la seva calor latent de vaporització, com veurem en el punt següent.

1.2.4. Calor latent

En tots els canvis d'estat esmentats en l'apartat 3.2 es produeix un intercanvi de calor. Els canvis SÒLID LÍQUID GAS són processos endotèrmics, ja que necessiten calor per produir-se. Els canvis contraris, o sigui, GAS LÍQUID SÒLID són processos exotèrmics, que alliberen calor quan es produeixen. S'anomena calor latent a la quantitat de calor bescanviada per una unitat de massa quan canvia d'estat. La calor latent de fusió de l'aigua és de 79.7 cal/g (o 333.1 kJ/kg), i indica que un gram de gel, a 0º C, necessita 79.7 calories per convertir-se en aigua. A la vegada, si un gram d'aigua, a 0º C, se solidifica, s'alliberaran 79.7 calories. La calor latent de vaporització de l'aigua val 539 cal/g (2253 kJ/kg). Indica que 1 gram d'aigua,

a 100º C, necessita 539 calories per convertir-se en vapor.

Page 33: Temari Bombers Voluntaris

Conceptes i propietats fonamentals

7

Aquesta calor latent de vaporització de l'aigua és un valor altíssim, que no es troba en altres substàncies. Això és el que fa que l'aigua apagui focs, perquè en evaporar-se roba una gran quantitat de calor. Exemple: Calcularem la quantitat de calor que es necessita per què 1 kg d'aigua, a 20º C, es converteixi en vapor. Per poder-se vaporitzar totalment, l'aigua ha d'arribar al seu punt d'ebullició (100º C, a 1 atm.) i després canviar d'estat. Cadascun d'aquests passos requereix d'una determinada quantitat de calor.

Q1=m·C

e·(T

ebull ic ió-T

inic ial)

Q1=1000g · 1cal/gºC·(100-20)ºC=80000cal=80kcal

La primera quantitat de calor (Q1) depèn de la quantitat d'aigua que es vulgui escalfar, de la seva calor específica i de la variació de temperatura. La segona quantitat de calor correspon a la necessària per vaporitzar 1 kg d'aigua. Q

2 = m · L

vaporització

Q

2 = 1000 g · 539 cal/g = 539000 cal = 539 kcal

En total, es necessitarien 80 + 539 = 619 kcal. En un incendi, una de les funcions de l'aigua és el refredament dels cossos calents. Si s’observa aquest exemple, es veu que l’aigua absorbeix molta més quantitat de calor quan es vaporitza que no quan s’escalfa. Per tant, serà més útil l’aigua polvoritzada, que en estar formada per gotes petites podrà vaporitzar-se, que no l’aigua a raig.

1.3. ESTATS D'AGREGACIÓ

1.3.1. Sòlids, líquids i gasos

Tota la matèria que ens envolta presenta tres possibles estats: sòlid, líquid o gas. Cada substància adopta un d'aquests estats en funció de com siguin les forces que uneixen els àtoms o les molècules de què consten.

En els sòlids, les forces de cohesió entre àtoms són prou intenses per evitar que es moguin lliurement. Com a conseqüència, un sòlid té forma i volum propis.

En els líquids, les forces de cohesió no són tan grans. Les molècules poden moure's però no separar-se. Per això, els líquids tenen volum propi però no tenen forma.

Page 34: Temari Bombers Voluntaris

Conceptes i propietats fonamentals

8

Els gasos es caracteritzen per tenir unes forces de cohesió molt febles que permeten que les molècules se separin. Un gas no té ni forma ni volum, de fet un gas ocupa sempre tot el volum possible.

Un sòlid manté la forma i el volum.

Un líquid manté el volum, però agafa la forma del recipient que el conté. Un gas no manté res; ocupa tot el volum possible.

1.3.2. Canvis d'estat

L'estat d'agregació que presenta un material es pot modificar variant la temperatura o la pressió. Cadascun dels canvis d'estat rep un nom que s'indica en el diagrama. Si aquests canvis es realitzen a pressió atmosfèrica, cada canvi es produirà només a una temperatura concreta que dependrà del material. Així, el gel es fondrà només a 0º C, que és la seva temperatura de fusió; i l'aigua bullirà a la seva temperatura d'ebullició, 100º C. Les temperatures de canvi d'estat variant si la pressió és diferent o si la substància està barrejada amb d'altres. Tal com hem explicat abans, per a fer els canvis d'estat a la substància li cal o bé robar energia o be despendre'n. Al diagrama anterior veiem que les fletxes laterals ens indiquen quan passa cada cosa. La quantitat d'energia que li caldrà rebre o despendre és la calor latent, que hem vist anteriorment. Anem a veure amb més detall un d'aquests canvis d'estat, que és el canvi de líquid a gas, ja que es pot produir de dues maneres, per evaporació o per ebullició. Ebullició L'ebullició és el canvi d'estat típic, que es produeix quan tota la massa de líquid es transforma en gas, per exemple l'aigua d'una olla que ha arribat als 100º. Si no varia la pressió atmosfèrica, l'ebullició es produeix únicament a una temperatura, el punt d'ebullició. En els diagrames de fase, la corba que separa l'estat líquid del gasós, indica com varia la temperatura d'ebullició en funció de la pressió. Evaporació En qualsevol líquid, algunes molècules que es troben a la seva superfície passen a l'estat gasós. Aquest fenomen, conegut com evaporació, es produeix a qualsevol temperatura, i la velocitat d'evaporació depèn d'una propietat de cada substància que s'anomena la pressió de vapor, que veurem tot seguit. No obstant, hi ha diversos factors que l'afavoreixen com són una gran superfície de líquid, temperatures altes, ventilació, etc. L'evaporació pot acabar amb la conversió total de líquid en vapor. Un exemple clar és un bassal d'aigua, que s'acaba evaporant encara que sigui hivern.

Page 35: Temari Bombers Voluntaris

Conceptes i propietats fonamentals

9

Quan l'evaporació es produeix en un recipient tancat, part de les molècules del líquid passen a l'estat gasós. Però, a mesura que augmenta la quantitat de vapor formada, algunes molècules de gas retornen al líquid. Al cap de poc temps, s'arriba a una situació d'equilibri en què la quantitat de molècules que abandonen el líquid és igual al nombre de partícules que hi retornen. L'atmosfera està saturada. A la pressió que fa el vapor, quan està saturat, en contacte amb el líquid se l'anomena pressió de vapor o tensió de vapor.

La pressió de vapor és una magnitud indicativa de la facilitat amb què s'evapora un líquid.

La pressió de vapor és una propietat de cada substància, i augmenta amb la temperatura. Per nosaltres com a bombers ens és extremadament útil conèixer el seu valor, ja que ens indica per exemple si un líquid inflamable emetrà prou vapors com per cremar, o si un líquid tòxic pot formar un núvol de gas tòxic.

1.3.3. Diagrama de canvis d'estat

Tal com s'ha explicat anteriorment, els canvis d'estat o canvis de fase depenen de la temperatura i també de la pressió del material. Aquesta doble variació es representa amb el diagrama de fases. A continuació es representen els diagrames corresponents a l'aigua i al diòxid de carboni.

Aquests diagrames tenen especial importància quan es manipulen substàncies que no es troben en la seva fase habitual com és el cas dels gasos liquats. Si s'observa la línia que separa el líquid del gas, es fa evident que, a mesura que augmenta la temperatura, la pressió necessària per evitar la vaporització es fa cada vegada més gran. Qualsevol augment de la temperatura, o pèrdua de pressió podria provocar la vaporització del líquid i augmentar la possibilitat de que es produeixi una explosió. En el diagrama també s'observa un punt particular, anomenat punt crític.

Page 36: Temari Bombers Voluntaris

Conceptes i propietats fonamentals

10

La temperatura crítica és aquella per sobre de la qual no es pot liquar un gas encara que s'augmenti molt la pressió.

La pressió que es dóna a aquesta temperatura és la pressió crítica. En la taula següent s'indiquen les pressions i temperatures crítiques d'algunes substàncies:

COMPOST TC (ºC) PC (atm) Hidrogen -239.9 12.8 Heli -267.9 3.3 Oxigen -118.4 49.8 Nitrogen -146.8 33.5 Metà -82.1 45.8 Butà 152.0 37.5 Diòxid de carboni 30.1 72.9 Aigua 374.4 218.3 Acetilè 35.2 61.6

El coneixement del punt crític és especialment important en aquells gasos que es transporten liquats. Així, per tenir el nitrogen en estat líquid la seva temperatura ha de ser inferior a -146.8 ºC. El punt crític s'utilitza per classificar els gasos en:

- gasos comprimits (Tc inferior a -10ºC) - gasos liquats (Tc entre -10 i 70ºC)

1.4. LÍQUIDS

1.4.1. Densitat

La densitat es defineix com la massa que hi ha continguda en una unitat de volum. L'aigua té una densitat d'1 g/cm3, això significa que 1 cm3 d'aigua conté 1 gram d'aigua.

Les unitats en què es dóna la densitat normalment són g/cm3 per a líquids i sòlids, i kg/m3 per a gasos. Com que el volum que ocupa una substància varia amb la temperatura, la densitat també canviarà. La definició anterior es pot aplicar a sòlids, a líquids o a gasos. Però quan es vol comparar líquids entre sí, sovint s'utilitza la densitat relativa. La densitat relativa respecte de l'aigua és el quocient entre la densitat del líquid i la densitat de l'aigua, a la mateixa temperatura.

SUBSTÀNCIA Densitat (g/cm3) Densitat relativa Aigua 1 1 Oli 0.92 0.92 Alcohol 0.79 0.79

Gasolina 0.72 0.72 Els líquids amb densitat relativa superior a 1 són més densos que l'aigua, aquests líquids barrejats amb aigua, s'enfonsen. Els líquids amb densitat relativa inferior a 1 són menys densos

Page 37: Temari Bombers Voluntaris

Conceptes i propietats fonamentals

11

que l'aigua, si es barregen amb aigua suraran. Si el líquid és insoluble, mantindrà la seva posició respecte l'aigua, i si és soluble, s'acabarà dissolent.

La densitat relativa respecte de l'aigua és una propietat que cal tenir present en l'extinció de líquids inflamables.

En els gasos les densitats són molt petites i sovint s'utilitza el concepte de densitat relativa respecte de l'aire, que s'obté dividint la densitat del gas entre la de l'aire, a la mateixa temperatura. La densitat relativa permet conèixer el moviment del gas en contacte amb l'aire. Els gasos amb densitat relativa inferior a 1, són més lleugers que l'aire i es mouen cap amunt. És el cas de l'hidrogen, el gas natural, etc. En canvi, els gasos amb densitat relativa superior a 1 són més pesats que l'aire i es mouen cap al terra. Aquest és el comportament del butà, diòxid de carboni, etc. En qualsevol cas, amb el temps els gasos acaben barrejant-se totalment.

El coneixement del desplaçament dels gasos és especialment important si es produeix una

fuita en un lloc tancat, ja que permet saber en quines zones s'acumularà el gas. Per això ens cal saber la densitat relativa.

La densitat d'un gas variarà amb la temperatura. Si la temperatura del gas és molt diferent de la de l'aire amb què es barreja, el comportament esmentat pot variar molt. En els gasos calents disminuirà la seva densitat, i en els gasos molt freds es produirà un augment de la densitat. La densitat no té res a veure amb la viscositat, tot i que a vegades es parla per exemple d'un oli molt dens, quan realment ens referim a un oli molt viscós.

1.4.2. Viscositat

S'anomena viscositat a la resistència que ofereix un líquid per desplaçar-se. La viscositat disminueix a mesura que augmenta la temperatura, amb el clar exemple de l'oli: quan es fred és molt viscós, en canvi quan l'escalfem es torna molt més “líquid”, o sigui menys viscós. Les unitats en què s'expressa s'anomenen centipoises (cp). Al mercat trobem que els olis de cotxe es classifiquen segons la seva viscositat seguint l'index SAE (de la Society of Automotive Engineers). El SAE no és una unitat de mesura de la viscositat, sinó un indicatiu de com de viscós és l'oli en fred i en calent. Per exemple un oli SAE 10W 50 ens diu que a -18º es comporta com un SAE 10, i que a 99º ho fa com un SAE 50. La viscositat de l'aigua, a 20º C, és baixa i val 1 cp. La de l'oli d'oliva és 84 cp, però hi ha olis que arriben a tenir viscositats de més de 2000 cp. La viscositat d'un líquid es pot modificar si s’hi dissolen substàncies que actuïn com espessants.

1.4.3. Tensió superficial

Page 38: Temari Bombers Voluntaris

Conceptes i propietats fonamentals

12

Les partícules que formen els líquids estan sotmeses a forces degudes a les partícules veïnes. En el cas de les superfícies dels líquids, les seves partícules experimenten una força neta cap a l'interior del líquid que s'anomena tensió superficial. Els líquids amb una gran tensió superficial, com el mercuri, no s'escampen sobre la superfície, no mullen. En canvi, els líquids que tenen baixa tensió superficial s'escampen bé sobre la superfície on s'aboquin i per tant, la mullen. L'aigua és un líquid amb una tensió superficial molt elevada. L'addició a l'aigua d'unes substàncies anomenades tensioactius o humectants disminueix la seva tensió superficial, d'aquesta manera l'aigua s'escampa millor sobre la superfície, mulla més. Això és el que fan, per exemple, els detergents. A la foto de la dreta veiem un insecte que s'aguanta gràcies a la tensió superficial. Si a l'aigua li poséssim detergent de rentar plats, l'insecte s'enfonsaria.

1.4.4. Pressió La pressió es defineix com la força que es realitza per unitat de superfície. Aquest concepte és aplicable a sòlids, a líquids o a gasos. Les unitats en què es dóna la pressió en el sistema internacional són els Pascals (Pa). També s'utilitzen, però, kg/cm2, bars, atmosferes (atm), mil·límetres de mercuri (mm Hg), etc. La relació entre aquestes unitats s'indica a continuació: 1 atm = 101300 Pa = 1013 mbar = 760 mm Hg =1030 cm H2O En el cas dels líquids la pressió que realitzen en qualsevol punt, anomenada pressió hidrostàtica, depèn de l'altura de líquid que tingui per sobre, no de la quantitat que hi hagi. Per exemple, en un recipient que contingui aigua, la pressió que farà l'aigua a una profunditat d'un metre serà de 10000 Pa, i a 10 m de profunditat, la pressió deguda a l'aigua serà de 100000 Pa.

La pressió que fa un gas tancat en un recipient és la força, per unitat de superfície, que fa sobre les parets que el contenen. Com que els gasos no tenen volum propi, la pressió que fan està directament vinculada al volum que poden ocupar. Un altre factor que modificarà la pressió d'un gas és la seva temperatura, com veurem tot seguit. La pressió que realitza l'aire de l'atmosfera sobre qualsevol cos s'anomena pressió atmosfèrica. La pressió que realitza l'atmosfera a nivell del mar és de 1 atmosfera i va disminuint a mesura que augmenta l'altitud.

La pressió aplicada a un cos sòlid li fa una força, que pot arribar a deformar el cos. La pressió aplicada a un líquid es transmet de forma igual en tot el líquid

I la pressió sobre un gas?

Page 39: Temari Bombers Voluntaris

Conceptes i propietats fonamentals

13

Lleis dels gasos La pressió pot afectar a sòlids i líquids, però aquests no varien el seu volum. En el cas dels gasos, en canvi la pressió, el volum i la temperatura són tres factors que es relacionen entre si, on si n'alterem un alterem els altres. Anem a veure les tres lleis dels gasos, que ens expliquen aquesta relació:

La llei de Boyle-Mariotte diu que, per una mateixa massa de gas, si no varia la temperatura, la pressió i el volum són inversament proporcionals. És a dir, quan augmenta la pressió, disminueix el volum i viceversa. Aquesta llei, a més, permet comprovar que el producte de la pressió del gas pel volum que ocupa es manté constant:

P·v=constant

Això significa que si un gas es comprimeix, augmentarà la seva pressió. I si s'expandeix, disminuirà la pressió del gas. La llei de Gay-Lussac relaciona la pressió que fa un gas amb la seva temperatura. Diu que, per una mateixa massa de gas, si no varia el volum que ocupa, la pressió és directament proporcional a la temperatura. Això significa que quan augmenti la temperatura, també augmentarà la pressió. Aquesta llei es simbolitza amb la relació següent, en la qual la temperatura s'ha d'expressar en graus Kelvin:

P

t=constant

Si es combinen les dues lleis anteriors, s'obté la llei general dels gasos que quedaria:

P·v

t=constant

Exemples:

· Una botella d'un gas de 70 litres està a una pressió de 200 bars i a una temperatura de 25º C, quan el gas passi a l'atmosfera, si no varia la temperatura, ocuparà un volum de:

P1·V1 = P2·V2 ; 200·70 = 1·V2 ; V2 = 14000 litres = 14m3

· Si la botella anterior es veu sotmesa a una temperatura de 300º C, la pressió del gas a aquesta temperatura serà:

P1/T1 = P2/T2 ; 200/298 = P2/573 ; P2 = 384.6 bars

Conductivitat tèrmica

Page 40: Temari Bombers Voluntaris

Conceptes i propietats fonamentals

14

La conductivitat tèrmica ens indica la facilitat amb que la calor passa a través d'un material. En alguns materials la calor passa molt fàcilment a través seu, són el que anomenem materials conductors tèrmics. Altres materials, en canvi, funcionen com una barrera, no deixant passar la calor a través seu. A aquests materials els anomenem aïllants tèrmics. Com a exemple de conductors tèrmics tenim els metalls. Com a bombers ens cal saber que el foc pot passar d'una habitació a una altra a través, per exemple, d'elements estructurals d'acer, que passen la temperatura del lloc de l'incendi a altres llocs aparentment aïllats del foc. Com a exemple d'aïllants tèrmics tenim la roba, el poliuretà, el poliestirè (porexpan) o l'aire sec, que és un dels millor aïllants que existeix.

En el nostre EPI, el major protector tèrmic són les capes d'aire que ens queden entre les

diferents capes del jaquetó, la camisa d'intervenció i la samarreta

L'aire, però, passa de ser un bon aïllant a un bon conductor quan té humitat. L'aigua és 20 vegades més conductora tèrmica que l'aire, per això passem molt més fred quan ens banyem en una piscina amb l'aigua a 20º que estant a l'aire lliure a 20º. Un exemple clar d'aquest canvi de comportament és en un foc confinat: en arribar al foc podem estar confortables tot i que les temperatures siguin altes, però en tirar aigua per apagar el foc podem patir cremades greus tot i l'EPI degut al vapor d'aigua. És el mateix que trobem en una sauna, on comencem a passar calor quan tirem aigua a les pedres. Aquesta vaporitza i el vapor d'aigua ens transmet molt més la calor que hi ha dins la sauna. No puja la temperatura sinó la humitat!

Conductivitat elèctrica

La conductivitat elèctrica ens indica la facilitat amb que el corrent elèctric passa a través d'un material. Ens permet diferenciar entre materials conductors elèctrics, que són aquells pel qual la corrent elèctrica passa amb facilitat, i materials aïllants elèctrics, pels quals l'electricitat té una gran dificultat per travessar-los.

Un exemple de materials conductors són els metalls en general, mentre que d'aïllants podem trobar els plàstics, el vidre, les ceràmiques...

En contra del que es creu, l'aigua per si sola (destil·lada) és un bon aïllant elèctric, no condueix gens l'electricitat. El que fa que l'aigua sigui conductora són les sals minerals que es troben tant en l'aigua potable en menor mesura com en l'aigua de mar en gran quantitat. El fet que algú es pugui electrocutar a la banyera si la cau una estufa elèctrica es deu a aquestes sals minerals de l'aigua i de les sals que desprèn el nostre propi cos (la suor, que és bàsicament aigua amb sal), que es barregen i converteixen la banyera en un gran conductor elèctric. Si ens banyéssim amb aigua destil·lada i havent-nos dutxat abans, difícilment ens electrocutaríem!

Page 41: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

1

TEMA 4. TEORIA DEL FOC

Page 42: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

2

2.1. LA COMBUSTIÓ

2.1.1. La reacció de combustió

La combustió és una de les moltes reaccions químiques que trobem a la naturalesa. Té unes característiques definides:

És exotèrmica, o sigui que en reaccionar es desprèn calor.

És una reacció entre dos productes, un combustible i l'altre comburent.

Cal una energia d'activació. Una reacció de combustió es dóna entre dues substàncies, una de combustible i una de comburent, en la qual el comburent li roba electrons al combustible, de manera que el combustible s'oxida. De fet, l'oxidació dels metalls és una combustió, tot i que molt lenta. Combustible És qualsevol material que pot cremar o que pot reaccionar amb el comburent i entrar en combustió. Els combustibles els podem classificar en funció del seu estat físic:

• Combustibles sòlids: Són aquells que tenen un volum i una forma constant. Per exemple, substàncies naturals com el cautxú, la fusta, el suro, la palla, etc., i substàncies artificials com els teixits acrílics, els plàstics, etc.

• Combustibles líquids: Són aquells que tenen un volum constant però forma variable. Per

exemple, substàncies naturals com el petroli, l'oli, etc., i artificials com la benzina, el gasoil, el sulfur de carboni. També pertanyen a aquest grup productes sòlids fàcilment liquables com la parafina, etc.

• Combustibles gasosos: Els gasos es caracteritzen per tenir forma i volum variables

segons el recipient que els contingui. Són exemple d'aquest grup, substàncies naturals com el metà o artificials com l'acetilè, l'òxid de propilè, els GLPs, etc.

Comburent És la substància capaç de produir l'oxidació del combustible en una combustió, i generalment és l'oxigen, tot i que podem trobar-ne molts d'altres. L'oxigen és un element molt estès, forma part de l'aire en un 21% en volum, mentre que el 79% restant és bàsicament nitrogen. També existeixen les combustions sense oxigen, com és el cas dels hidrocarburs que poden cremar-se en atmosfera de clor, l'alumini o el magnesi que pot cremar-se en atmosfera de nitrogen, la llana juntament amb l'àcid nítric fumant, el zirconi en atmosfera de diòxid de carboni i l'hidrogen en atmosfera de clor gasós, per exemple. Una altra possibilitat és que el comburent estigui formant part d'una molècula i que per circumstàncies especials, aquesta molècula cedeixi aquest comburent, com podria ser el cas de nitrats sòdics i de cel·lulosa, carbonats potàssics, etc.

En algunes substàncies explosives la mateixa molècula és combustible i comburent alhora

Page 43: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

3

Les reaccions químiques en què intervé l'oxigen o qualsevol altre agent oxidant s'anomenen oxidacions. De vegades, la calor despresa en aquestes oxidacions es dissipa a l'atmosfera (combustions anomenades lentes, com l'oxidació del ferro) i hi ha altres combustions que són molt ràpides, de manera que la calor generada causa una important elevació de temperatura (que pot ser de cents o milers de graus). Energia d'activació L'energia o font d'ignició (no confondre amb punt d'ignició) és l'energia mínima necessària (en forma de calor) que s'ha de subministrar a un combustible perquè s’iniciï la combustió en presència d'un comburent. Aquesta energia la pot tenir el propi combustible en forma de temperatura o se li pot donar amb una aportació exterior, ja sigui una espurna, un arc elèctric, per fregament, per una altra reacció química exotèrmica, etc. Com a exemple d'una combustió podem veure la de l'hidrocarbur més senzill, el metà (CH4).

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + calor

La reacció de combustió entre una molècula de metà i dues d'oxigen tindrà lloc sempre que les dues molècules estiguin a prop l'una de l'altra i de què tinguin l'energia suficient per reaccionar entre elles, sigui per la seva pròpia temperatura o bé per una aportació exterior d'energia. Si aquestes dues condicions es compleixen, les dues molècules reaccionaran, donant com a resultat una molècula de diòxid de carboni i dues d'aigua (en forma de vapor), a més d'una gran quantitat de calor.

En aquest cas tenim la quantitat justa de combustible i de comburent per tal que la reacció sigui bona; a aquesta proporció se l'anomena la mescla estequiomètrica. Si en comptes d'aquesta proporció tenim més combustible o més comburent del compte, el resultat ja no serà només diòxid de carboni i vapor d'aigua, sinó que també tindrem molts altres productes, residus d'una mala combustió. Un exemple és si la combustió és pobre en oxigen: en lloc de diòxid de carboni apareixerà molt de monòxid de carboni.

Si la mescla entre combustible i comburent és estequiomètrica, la combustió serà molt ràpida,

alliberant molta energia i deixant pocs residus de la combustió.

La reacció de combustió, però, no és quelcom tan senzill. Tot i que aquí només parlem de l'estat inicial i el final, té un mecanisme molt complex. Quan el combustible i el comburent inicien la reacció es formen una gran quantitat de productes intermitjos, anomenats radicals lliures, abans de la formació dels productes finals. El procés de combustió consta de moltes reaccions en les quals s'allibera prou energia per permetre que noves molècules comencin la reacció. Aquest tipus de reaccions, que són les responsables que la combustió segueixi i es mantingui, s'anomenen reaccions en cadena

Page 44: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

4

Així doncs, el foc o combustió necessita de tres factors (seqüència del foc) per tenir lloc, i de quatre factors (desenvolupament i creixement) per mantenir-se. El conjunt dels tres factors (combustible, comburent, calor o energia d'activació) formen el triangle del foc i el conjunt dels quatre (combustible, comburent, energia d'activació i reacció en cadena) formen el tetràedre del foc. Cada costat d'aquesta última figura simbolitza un dels components indispensables en el procés de combustió i manteniment d'aquesta.

2.1.2. Explosions

Quan es produeix una combustió, aquesta s'inicia en un lloc concret i es propaga més o menys ràpidament a la resta del combustible per l'anomenat front de flama, que es la zona que separa els gasos cremats dels gasos no cremats. En funció de la velocitat d'aquest front de flama (velocitat de propagació), es poden distingir quatre tipus de combustions:

• Combustions lentes: L'energia despresa es dissipa en el medi sense produir un augment

local de temperatura apreciable. Són exemples, l'oxidació del ferro, l'envelliment del paper, etc.

• Combustions o simples: S'hi observa un augment considerable de temperatura però la

velocitat del foc és inferior a 1 m/s. Això passa en les combustions de paper, fusta, etc.

• Combustions deflagrants o deflagració: La velocitat de propagació del foc és superior a

1 m/s. Es generen ones de pressió que es mantenen paral·leles entre si, sense discontinuïtat, generant efectes sonors anomenats flaixos. En són exemples les deflagracions de vapors inflamables o les mescles de pols combustibles, com ara pols de substàncies orgàniques.

• Combustions detonants o detonacions: La velocitat de propagació del foc és superior a

la del so (340 m/s). En aquest cas, a diferència de les deflagracions, les ones de pressió generades pateixen discontinuïtats que provoquen l'aparició d'una ona de xoc. Això acostuma a passar en la combustió de mescles aèries de gasos i vapors en llocs tancats.

La velocitat de propagació dependrà de com d'aprop estem de la mescla estequiomètrica. Per un mateix combustible podem tenir una deflagració o una explosió, depenent del tant per cent

de combustible en aire

Es defineix l'explosió com qualsevol reacció brusca d'oxidació o de descomposició molt ràpida que comporta una elevació important de la temperatura i/o de la pressió (la diferència entre una combustió i una explosió és la velocitat a la qual es desprèn energia). Tant les deflagracions com les detonacions produeixen un augment considerable de la temperatura i/o de la pressió a velocitat subsònica i supersònica respectivament i es consideren diferents exemples d'explosió,

Page 45: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

5

tot i que les detonacions són molt més perilloses que les deflagracions. Aquestes explosions són químiques. Existeixen altres tipus d'explosions, com les explosions físiques (per exemples les explosions de calderes i BLEVEs), les explosions atòmiques i les explosions tèrmiques (quan un material inestable es descomposa produint gas i calor a gran velocitat).

2.1.3. Punt d'inflamació, punt d'ignició i punt d'autoinflamació

El punt d'inflamació és la temperatura mínima a la qual el combustible pot cremar, en presència d'un focus de calor. A aquesta temperatura, si es retira el focus de calor, la combustió no es manté. Aquesta temperatura és un indicatiu del risc d'inflamació del material, i s'aplica a líquids i a sòlids, com es veurà més endavant. El punt d'ignició és la mínima temperatura a la qual el combustible pot entrar en combustió, en presència d'un focus de calor, i mantenir-se aquesta sense necessitat d'aplicar més calor. Aquesta temperatura sol estar uns graus per sobre de la d'inflamació. El punt d'autoignició és la mínima temperatura a la qual s'ha d'escalfar el material combustible per tal que, en contacte amb l'aire, cremi sense necessitat d'un focus extern de calor. La temperatura d'autoignició és molt més elevada que la d'inflamació. Com veurem més endavant, els líquids no cremen, ho fan els vapors que desprèn. En els sòlids passa quelcom semblant: el què veiem com a flama es deu als vapors combustibles que són alliberats per piròlisi, tot i que en estats més avançats de la combustió el propi sòlid arriba a cremar.

Així doncs, quan parlem de punt d'inflamació i punt d'ignició estarem parlant de sòlids i líquids,

ja que serà la temperatura a la qual despendran prous vapors combustibles. El punt d'autoignició es pot referir a sòlids, líquids i gasos.

Els gasos no tenen punt d'ignició ni punt d'inflamació, ja que com veurem tot seguit, mentre hi hagi la proporció adequada de gas i d'oxigen, en aplicar una font d'ignició tindrà lloc la combustió, independentment de la temperatura a la qual estigui el gas.

Page 46: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

6

2.1.4. Límits d'inflamabilitat

Com hem dit abans, un combustible sòlid o líquid sofreix un procés de formació de vapors abans d’inflamar-se, i són aquests vapors els que realment s'inflamen quan arriben al punt d'ignició i hi apliquem una font de calor. En el cas dels gasos no hi ha punt d'ignició; en aplicar una font de calor s'encendran, sempre que s'estigui dins un rang de proporció gas-oxigen. Així, perquè es produeixi la combustió del gas o dels vapors d'un combustible prèviament mesclat amb aire, la concentració d'aquests ha d'estar dins d'uns límits anomenats límits d'inflamabilitat. Fora d'aquests límits la combustió no és possible.

Sempre cal una certa quantitat de combustible i de comburent. S'anomena rang

d'inflamabilitat l'interval de proporcions en les quals hi pot haver combustió.

El límit inferior d'inflamabilitat (LII) correspon a la mescla més pobre en combustible gas en aire atmosfèric que pot cremar. El límit superior d'inflamabilitat (LSI) és la mescla amb més proporció de combustible gas que pot cremar en presència d'aire atmosfèric. Els límits d'inflamabilitat varien en funció del combustible i de si l'oxigen és pur o forma part de l'aire. A continuació s'indiquen alguns exemples.

Page 47: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

7

S'anomena mescla estequiomètrica la proporció òptima de combustible i comburent perquè es produeixi la combustió. La rapidesa de la combustió i l'alliberació d'energia seran màximes en aquest punt, i aniran disminuint a mesura que ens allunyem de la mescla estequiomètrica. D’altra banda, els vapors de combustible poden arribar a esclatar si es troben en un lloc tancat, depenent del punt del rang on ens trobem. Així, es defineixen els valors de LIE i LSE, com els valors mínim i màxim respectivament de mescla combustible gas-oxigen atmosfèric que pot arribar a esclatar (una deflagració més ràpida de 1m/s). Els valors són molt semblants als dels LII i LSI i en molts casos, idèntics.

En combustibles sòlids i líquids, el punt d'inflamació correspon a la temperatura a la qual emet prou vapors com perquè aquests estiguin com a mínim al límit inferior d'inflamabilitat, i per tant

puguin cremar.

Com a bombers ens cal tenir molt clars aquests conceptes per poder entendre la perillositat del combustible.

Si en una cuina es produeix una petita fuita de gas natural (bàsicament gas metà), aquest gas es difondrà ràpidament entre l'aire de la cuina, de manera que si la concentració de metà és inferior al 5% (LII), encara que s'encengui un llumí, no es produirà la combustió. Si en la mateixa cuina, la fuita de gas natural és molt gran, el propi gas haurà anat desplaçant l'aire. Mentre la concentració de metà sigui superior al 15% (LSI) no es produirà la combustió, encara que s'encengui un llumí. No cal dir que l'última situació és molt més perillosa que la primera, ja que una entrada d'aire fresc faria disminuir la concentració de metà i entraria dins dels límits d'inflamabilitat. Si la cuina es troba tancada, la mescla pot arribar a explotar.

2.1.5. Condicions per a la combustió

El primer condicionant perquè tingui lloc una combustió és que els vapors de combustible i el comburent estiguin en contacte a nivell molecular. La combustió només es produirà en aquelles regions on hi hagi els dos reactius. En segon lloc, i tal com s'ha indicat a l'apartat anterior, la proporció de combustible gas ha d'estar dins dels límits d'inflamabilitat.

Page 48: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

8

La tercera condició és que el combustible, si és líquid o sòlid, estigui a una temperatura superior al punt d'inflamació. En quart lloc, sovint cal una activació dels reactius per iniciar la combustió. En general, perquè les molècules de combustible i comburent puguin trencar les unions entre els seus àtoms, necessiten d'una font d'energia puntual (focus de calor, espurna, etc.) que permeti iniciar el procés. Un cop s'ha produït la ignició, la pròpia reacció allibera la calor que propaga el procés a la resta de mescla reaccionant. Es tracta d'un procés automantingut. Si la temperatura del combustible fos superior a la temperatura d'autoinflamació, no caldria aquest procés d'activació. Les combustions, o focs, les podem classificar en funció del tipus de combustible que crema, en:

Classe A: Focs de combustibles sòlids ordinaris. Es caracteritzen per la formació de brases. Ex: fusta, sofre, plàstics, etc.

Classe B: Focs de combustibles líquids o de sòlids fàcilment liquables. Ex: pintura, parafina, benzina, sulfur de carboni, etc.

Classe C: Focs de combustibles gasosos. Ex: butà, acetilè, etc.

Classe D: Focs de metalls combustibles. Ex: sodi, potassi, etc.

2.2. INFLUÈNCIA DEL COMBUSTIBLE I DEL COMBURENT

2.2.1. Combustió en líquids

El procés de combustió experimenta variacions importants en funció de l'estat en què es trobi el combustible. Els líquids es vaporitzen abans de cremar. La combustió es produeix en fase gasosa quan la mescla entre el gas generat i l'aire està dins dels límits d'inflamabilitat. Quant als líquids, es defineix el punt d'inflamació com la temperatura mínima, a 1 atmosfera, a la qual el líquid proporciona prou vapor perquè mesclat amb l'aire arribi al LII i pugui cremar en presència d'una flama o d'una guspira.

Els líquids no cremen, cremen els vapors que els líquids desprenen

El punt d'inflamació és un indicatiu del risc d'inflamació del líquid. Així, quan el punt d'inflamació sigui inferior o proper a la temperatura ambiental, el risc de combustió serà elevat. En canvi, aquells materials que tinguin un punt d'inflamació molt més gran que la temperatura ambient, necessitaran escalfar-se abans de cremar. Un exemple proper són la gasolina i el gasoil: la gasolina té el punt d'inflamació molt baix, a temperatura ambient ja emet prou vapors com per cremar, mentre que el gasoil no emet prou vapors fins que no l'escalfem a uns 60º. La pressió atmosfèrica influeix en el grau d'evaporació dels líquids i pot variar la temperatura a la qual s'inflama el material

Page 49: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

9

Els líquids polvoritzats presenten moltes més possibilitats de combustió, bàsicament degudes a la facilitat amb què s'evaporen. Aquest fet juntament amb la facilitat de propagació a grans distàncies, els converteixen en materials molt perillosos.

2.2.2. Combustió en gasos

Perquè la combustió tingui lloc, és necessari que la mescla dels gas amb l'aire estigui dins dels límits d'inflamabilitat. Per a qualsevol gas, hi ha sempre un límit inferior però, per alguns gasos com l'acetilè, no hi ha límit superior, ja que donen reaccions de descomposició en absència d'aire. El cas de l'acetilè el veurem més endavant. En general, les mescles de gasos combustibles i aire són estables a pressió i temperatura ambient, i requereixen d'un medi extern que proporcioni l'energia d'activació. Quan la mescla gas-aire està en proporcions properes als límits d'inflamabilitat, la reacció avança lentament a través de la mescla. La velocitat de reacció és molt més elevada si la proporció combustible-comburent és similar a l'estequiomètrica. Quant als gasos, es defineix el punt d'autoignició com la mínima temperatura a la qual la substància, quan entra en rang, crema espontàniament i manté la combustió sense la presència d'un focus d'ignició.

2.2.3. Combustió de sòlids

En el cas dels sòlids, caldria distingir entre els sòlids massissos i els sòlids en pols. Els sòlids massissos poden cremar de dues maneres. Una és la combustió directa del sòlid que es torna incandescent i crema sense formació de flames. La combustió només es produeix en la superfície del sòlid que està en contacte amb oxigen. La combustió incandescent es limita a materials porosos en els quals l'oxigen necessari es propaga pels porus del material. La reacció de combustió és més lenta, però com que aquests combustibles són mals conductors de la calor, conserven una temperatura suficient en la zona de reacció per mantenir la combustió. El cas més habitual de combustió de sòlids no correspon al cas anterior. Normalment, els combustibles sòlids, a partir d'una certa temperatura, emeten gasos inflamables. Aquests gasos poden ser deguts a un canvi d'estat d'una part del sòlid (cas de l'espelma) o a una descomposició tèrmica del material en un procés que s'anomena piròlisi (cas de la fusta i de molts plàstics). La combustió que té lloc és la dels gasos formats i va acompanyada de flames.

S'anomena piròlisi al procés de descomposició que pateixen els combustibles sòlids sotmesos

a temperatura, que fa que emetin vapors combustibles.

Per aquest procés de combustió, també es podria considerar el punt d'inflamació com la temperatura mínima, a la superfície del sòlid, en la qual es genera la suficient quantitat de vapor que pugui inflamar-se si es barreja amb aire.

Page 50: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

10

El contingut d'humitat del sòlid influeix notablement en la possibilitat d'ignició i en la velocitat de combustió. Un exemple és el d'un incendi forestal. Després d'una sequera prolongada acompanyada d'altes temperatures, la vegetació del bosc és el combustible idoni perquè es produeixi la combustió i es propagui a gran velocitat. Mentre que si el combustible està humit, l'aigua que conté consumeix bona part de la calor que arriba a la fusta. A més, les grans quantitats de vapor d'aigua que es formen dilueixen l'oxigen que es troba prop del combustible, fent més lenta la formació de mescles combustibles. Els sòlids en pols presenten un risc d'inflamació molt més elevat degut, bàsicament, a una gran zona de contacte entre combustible i comburent, i a una gran facilitat per dispersar-se. En aquests materials, el risc és superior per les partícules de menys diàmetre. La farina és un bon exemple. Poden arribar fins i tot a fer explosió, com el cas de la pols de blat o altres cereals en les sitges. Exemple: Per comprendre millor el procés de combustió, a continuació s'il·lustren les etapes de la combustió d'un tros de fusta, sotmesa a un focus de calor.

• Fins a 100º C: l'aigua absorbeix la major part de la calor que arriba a la fusta. • Entre 100 i 200º C: es produeix primer la vaporització de l'aigua i després, l'assecament de

la fusta. • De 200 a 280º C: s'inicia la piròlisi. La fusta, en descomposar-se, genera una gran quantitat

de gasos inflamables. Si hi ha un focus de calor, s'inicia la combustió. • Un cop iniciada la combustió, part de la calor generada serveix per seguir escalfant la

fusta. • A 500º C s'acaba la piròlisi. • De 500 a 800º C es produeix la combustió incandescent de la capa carbonosa. La

combustió es fa molt més lenta i es pot mantenir durant força temps.

2.2.4. Influència de la concentració d'oxigen

L'atmosfera en què es produeix la combustió pot estar afectada per deficiència o per excés d'oxigen. En qualsevol d'aquests casos, la combustió presentarà variacions. Si es tracta d'un espai tancat, la combustió va exhaurint l'oxigen present i provoca combustions incompletes. En aquests casos, s'obtenen productes diferents, per exemple, s'obté monòxid de carboni, que és inflamable, i es forma un gran volum de fum. No obstant, en molts casos, una baixa concentració d'oxigen no porta a l'extinció del foc. Per exemple, la combustió incandescent de la fusta es produeix amb concentracions d'oxigen no superiors al 4 o 5%. En aquestes condicions la fusta genera una gran quantitat de gasos inflamables que poden cremar ràpidament, produint explosions, si es produeix una ventilació d'aquell lloc. Aquestes explosions s’anomenen reexplosions, explosions de fum o back-draft. En altres ocasions, l'atmosfera pot ser rica en oxigen degut a fuites d'aquest gas o a la presència d'altres comburents. L'excés d'oxigen amplia notablement els límits d'inflamabilitat (veure apartat 1.2) i augmenta la velocitat de la combustió. Així, un aire amb un 24% d'oxigen

Page 51: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

11

dóna combustions el doble de ràpides que en aire normal. I si la concentració és del 40%, la velocitat es quadruplica. A part d'això, cal destacar que molts materials que a l'aire s'oxiden lentament o no reaccionen, en atmosferes d'oxigen pur s'inflamen vivament.

Per als bombers, tant perillós pot ser l'excés com la falta d'oxigen.

Aquest comportament és fàcilment comprensible ja que el nitrogen, component majoritari de l'aire, en la immensa majoria de combustions no reacciona però absorbeix part de la calor alliberada. Cal una gran quantitat de calor per escalfar el nitrogen, de manera que una flama produïda amb aire, com a comburent, dóna temperatures fins a 1.000 graus inferiors a les que s'obtindrien en oxigen pur. Per això per a soldar es cremen gasos (acetilè, propà) amb oxigen pur; amb aire normal la flama no arribaria a les temperatures que calen per fondre els metalls. L'efecte del nitrogen en la combustió també és el de dificultar la mescla entre combustible i comburent. Actua, per tant, com a retardant de la combustió. Qualsevol gas inert mesclat amb el combustible o amb el comburent actuaria de la mateixa manera.

MECANISMES DE TRANSMISSIÓ DE LA CALOR

La calor es pot transmetre del cos calent al fred segons tres mecanismes diferents: convecció, conducció i radiació. Sovint la transferència de calor implica més d'un dels mètodes indicats. Conducció La transferència de calor per contacte directe entre dos cossos s'anomena conducció. La conducció de calor varia molt en funció del tipus de material. Aquelles substàncies que tenen una elevada conductivitat tèrmica s'anomenen conductors, mentre que les que tenen una conductivitat tèrmica molt baixa s'anomenen aïllants tèrmics. Això explica perquè, a temperatura ambient, quan toquem un ferro el notem fred, mentre que si toquem un tros de llana ho notem calent. Els dos es poden trobar exactament a la mateixa temperatura, però no ho notem així. Això es deu a que el ferro és molt bon conductor tèrmic, i ens “roba” la calor a nosaltres, que estem a més temperatura, mentre que la llana és un gran aïllant i gairebé no li transferim calor. Per exemple, en el dibuix de la dreta veiem una cullera dins una tassa de tè calent. Si la cullera és de ferro (molt conductor tèrmic) caldrà que l'agafem de la punta, ja que si l'agafem d'una mica més avall potser ens cremem. En canvi si és de fusta (poc conductor tèrmic) podem agafar la cullera de gairebé on vulguem i segurament no ens cremarem.

Page 52: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

12

En el dibuix de l'esquerra veiem com la conducció pot ser la causa de propagació d'un incendi. El foc que teníem confinat en una habitació escalfa la biga d'acer, que pot arribar a grans temperatures i cremar els objectes que estan en contacte amb ella en altres habitacions. La paret pot ser molt aïllant, però la calor passa per la biga com si fos una “autopista tèrmica”, amb gran facilitat!

Convecció Aquest mecanisme es produeix en líquids i en gasos, i es degut al moviment del fluid. La figura il·lustra aquest procés. Quant s'escalfa l'aire del punt A, disminueix la seva densitat i s'enlaira. Mentre puja, va cedint calor per conducció i es va refredant. Aquest aire més fred, menys dens, torna a baixar. D'aquesta manera s'estableixen uns moviments circulars del fluid que s'anomenen corrents de convecció.

La convecció la trobem en l'aigua quan posem a bullir una olla, en l'aire quan fem una foguera... Com a bombers ens cal conèixer aquest fenomen, ja que ens podem trobar que el foc es propaga per convecció. En el dibuix de l'esquerra veiem un foc en una planta baixa, el fum del qual puja per convecció i escalfa els pisos superiors, propagant el foc a l'últim pis, molt lluny de l'origen del foc!

Radiació La radiació és l'emissió contínua d'energia des de la superfície d'un cos calent. Aquesta energia es transmet en forma d'ones electromagnètiques que es poden propagar a través de l'espai o de qualsevol medi material. Qualsevol cos que estigui per sobre del zero absolut emet calor en forma de radiació. Quan aquesta radiació incideix sobre un cos, una part és reflectida i una altra part és absorbida pel material. La quantitat de radiació que s'absorbeix varia d'un material a un altre. Un exemple que tots coneixem és que un cotxe negre s'escalfa més al sol que un cotxe blanc. El color és un dels factors que determinen quanta radiació absorbeix un material. La quantitat de calor emesa per radiació és petita si

Page 53: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

13

el cos calent té una temperatura baixa, però augmenta notablement a mesura que ho fa la temperatura del cos radiant. Nosaltres podem mesurar aquesta radiació fent servir càmeres d'infrarojos, que ens tradueixen a colors aquesta emissió de radiacions que els nostres ulls no poden veure. Al dibuix de l'esquerra veiem una tassa que hem mogut de lloc a través d'una càmera d'infrarojos. Com més temperatura més clar és el color. L'exemple més clar de transmissió de la calor per radiació la trobem al sol. Tot i estar situat a 150 milions de quilòmetres, el sol està a tanta temperatura que emet una gran quantitat de radiació, que viatja a través de l'espai fins a nosaltres. Com a bombers hem de ser molt conscients de la importància de la radiació. En focs de gran intensitat l'energia radiada serà prou important com per crear focus secundaris, ja sigui al bosc o en incendis urbans o industrials. Per exemple un dard de foc degut a una fuita important de gas, podria cremar per radiació el que té al voltant; caldrà apantallar amb una cortina d'aigua, ja que l'aigua absorbeix molt bé la radiació.

La radiació pot propagar un incendi a grans distàncies, afectant estructures veïnes que

aparentment estan lluny del foc Exemple: En aquest dibuix d'una olla al foc hi podem veure els tres tipus de transmissió de calor: el foc està a una gran temperatura, i emet una gran radiació. Aquesta escalfa l'olla, escalfant l'aigua de sota, que en escalfar-se passa a sobre creant un corrent de convecció. Finalment, la calor passa per conducció fins al mànec per on tenim l'olla agafada!

Page 54: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

14

2.3. CONSEQÜÈNCIES DE LA COMBUSTIÓ

2.3.1. Propagació del foc

La propagació del foc iniciat en un punt és deguda als mateixos sistemes de transmissió de la calor i, també, a la propagació de matèries inflamables. La propagació de matèries inflamables tindrà especial importància en cas de combustibles gasosos, líquids polvoritzats o sòlids en pols, que per la seva naturalesa poden desplaçar-se a gran distància. Els mecanismes de transmissió de la calor tenen una importància diferent segons la temperatura del foc. A temperatures baixes, la calor es propaga bàsicament per conducció, si es tracta d'un sòlid, i per convecció, si es tracta d'un líquid o d'un gas. Com més puja la temperatura de l'incendi, més augmenta la quantitat de calor emesa per radiació. L'energia radiada és més perillosa ja que es propaga en totes direccions i escalfa ràpidament els cossos que hi hagi al voltant. Els materials es comporten de diferent manera davant de la radiació emesa. Alguns, com l'oxigen o el nitrogen, la deixen passar; la majoria de materials l'absorbeixen; i les superfícies molt polides, com les metàl·liques, la reflecteixen.

Un aspecte important en la transmissió de calor en un incendi són els corrents de convecció

que es generen. La calor produïda per la combustió escalfa l'aire que es troba al voltant del lloc

de l'incendi. Aquest aire calent, juntament amb els gasos formats durant la combustió, pujaran i

l'espai que deixen serà ocupat per aire fred, que aportarà oxigen a la combustió.

2.3.2. La flama

La flama és una característica de les combustions en què el combustible és un gas. De fet, és la zona on es produeix la combustió. Consta dels gasos inflamables, aire i els productes acabats de formar en la combustió. La calor que desprèn és la que s'allibera en la reacció.

La llum que emet la flama és deguda a àtoms que formaven el combustible, que encara no s'han

combinat amb l'oxigen, i àtoms de carboni, que es tornen incandescents per les elevades temperatures.

No té perquè haver-hi flames en totes les combustions; podem trobar combustions incandescents com la del carboni. El color de la flama dependrà del tipus de combustible i de la proporció d'oxigen present, però en general és un bon indicatiu de la temperatura. Colors vermells més foscos volen dir una temperatura més baixa, mentre que un color blau ens indica una temperatura molt més elevada. Cal tenir en compte, però, que diverses sals metàl·liques fan canviar el color de la flama. Podem classificar les flames en dos tipus: premescla, quan el combustible i el comburent estan barrejats abans de la combustió, i difusió, quan el combustible es va barrejant amb el comburent a mesura que té lloc la combustió. Exemples:

Page 55: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

15

Encenedor de gas. Aquest cas és un exemple de les flames de premescla. Els gasos reaccionants, mesclats en proporcions estequiomètriques, s'han barrejat abans de la ignició. Aquest tipus de flames són les que es donen en escalfadors, fogons, forns, etc.

La flama té forma de con i és incolora o blavosa, ja que la mescla és prop de l'estequiomètrica i per tant la temperatura de la flama és molt alta. Els gasos quan surten de l'encenedor estan freds i s'escalfen per efecte de la radiació de la part superior de la flama. A mesura que s'escalfen, disminueixen la densitat i van pujant. Quan tenen la temperatura suficient inicien la combustió. Els productes de la combustió són gasos calents que abandonen la flama per la part superior. Espelma. Correspon a un exemple de flames de difusió. Els gasos combustibles generats per l'espelma s'han de mesclar amb l'oxigen de l'aire. Les flames que proporciona la fusta, un líquid inflamable, etc. són d'aquest tipus. Exceptuant el cas de l'espelma, les flames no tenen forma de con. La seva coloració depèn del combustible, però acostuma a ser vermella o groga, degut a que estem lluny de la mescla estequiomètrica i la flama arriba a poca temperatura. En l'espelma, un cop iniciada la combustió, la flama irradia calor i permet la fusió de la cera. La cera fosa puja per la metxa per capil·laritat i quan té temperatura suficient s'inicia la combustió. A l'interior de la flama, la deficiència d'oxigen provoca la formació de partícules de carboni, que en estar a gran temperatura emeten llum. Si la temperatura és molt elevada, emeten llum blanca-grogosa; si és més

baixa, la radiació és vermella. La zona més externa de la flama és la que té la temperatura més alta ja que, en estar en contacte amb l'oxigen, la combustió és completa. Els corrents de corrents de convecció, deguts a l'escalfament de l'aire en la part superior de la flama, afavoreixen l'aportació d'oxigen en la part inferior.

2.3.3. Calor de combustió

S'anomena calor de combustió o poder calorífic a la quantitat de calor alliberada durant la combustió per unitat de massa de combustible. La calor de combustió dependrà de la naturalesa del combustible. Combustibles poc energètics com la fusta tenen un poder calòric molt més baix que combustibles molt energètics com ara els derivats del petroli.

Page 56: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

16

La calor alliberada també variarà en funció de la quantitat d'oxigen present. Les combustions en atmosfera enriquida en oxigen proporcionen temperatures molt més elevades. Les combustions amb deficiència d'oxigen, anomenades combustions incompletes, alliberen menys quantitat de calor que les completes. La calor alliberada durant la combustió, tal com s'ha citat anteriorment, serveix per propagar la reacció a altres parts del combustible i mantenir la reacció viva. També pot provocar la fusió o deformacions, especialment, en estructures metàl·liques i plàstics.

2.3.4. Productes de la combustió

La combustió forma substàncies diferents en funció de la naturalesa del combustible i del procés de combustió. Pràcticament tots els compostos orgànics formen majoritàriament diòxid de carboni i vapor d'aigua en les combustions completes. En canvi, si la combustió és incompleta es forma molt més monòxid de carboni (CO). Si el combustible conté altres àtoms, a part de C, H i O, es formaran productes que contindran aquests altres àtoms. Aquest aspecte és d'especial importància perquè els gasos formats solen ser molt tòxics. Per exemple, els compostos clorats, com el PVC, generen àcid clorhídric (HCl) quan es cremen; i els compostos nitrogenats, com el niló, formen cianur d'hidrogen (HCN). En la combustió de sòlids, juntament amb els gasos, es formen cendres degudes a compostos, que formen part de la composició del combustible, que no cremen i a d'altres formats durant la reacció que són difícils de cremar (quitrans, etc.). Els gasos formats en la combustió arrosseguen partícules sòlides en suspensió que es dispersen en l'atmosfera. Aquests residus sòlids s'anomenen sutge, i el conjunt de gasos amb residus sòlids se l'anomena fum. Els fums generats en una combustió poden tenir volum, color, opacitat i densitat diferents. En general, l'aspecte dels fums depèn del tipus de combustible i de la ventilació. La majoria dels productes generats en una combustió presenten un risc important pel cos humà. En alguns casos, aquest risc és degut a que el gas format desplaça l'aire (per exemple, el diòxid de carboni) i en d'altres, a la pròpia toxicitat del gas format.

2.4. TEORIA DE L'EXTINCIÓ

Els mètodes d'extinció incideixen especialment en algunes de les etapes del procés de combustió o de la seva propagació. Bàsicament hi ha quatre mètodes d'extinció que eliminen cadascun una de les quatre cares del tetràedre:

• Actuar directament sobre el combustible: inanició

a) Separant-lo físicament: per exemple, en incendis en magatzems. b) Allunyant el foc de la resta de materials combustibles: per exemple, combustibles de

petita mida que cremen en un habitatge.

Page 57: Temari Bombers Voluntaris

Teoria del foc

17

c) Dividint el material que crema en trossos més petits: per exemple en materials en grans quantitats.

• Eliminar o disminuir la quantitat d'oxigen: sufocació.

a) Amb l'aplicació d'escuma, especialment en líquids combustibles. b) Aplicant pols química seca de fosfat mono o diamònic. c) Injectant gasos inerts, com el nitrogen o el diòxid de carboni.

• Reduir la temperatura del combustible per sota del seu punt d'ignició: refredament

Normalment s'utilitza aigua, encara que altres agents extintors tenen aquesta propietat.

• Eliminar la reacció en cadena: inhibició

a) Els halons són productes que tenen la capacitat d'inhibir la flama, és a dir, de destruir les reaccions en cadena responsables del manteniment de la combustió.

b) La pols química normal també actua d'aquesta manera. Qualsevol mètode d'extinció pot incloure un o més mecanismes, encara que sempre hi haurà un que serà bàsic per a l'extinció del foc.

Page 58: Temari Bombers Voluntaris

Els agents extintors i el camp d’aplicació

1

TEMA 5. ELS AGENTS EXTINTORS I EL SEU CAMP D’APLICACIÓ

Page 59: Temari Bombers Voluntaris

Els agents extintors i el camp d’aplicació

2

1. INTRODUCCIÓ Recordarem la classificació dels focs segons la Norma Europea (EN-2): • Classe A: Focs de combustibles sòlids ordinaris. Es caracteritzen per la formació de brases.

Per exemple el paper, la fusta, el sofre, etc. • Classe B : Focs de combustibles líquids o de sòlids liquables fàcilment. Per exemple la

benzina, els olis, els greixos, etc. • Classe C: Focs de combustibles gasosos. Per exemple el butà, l’acetilè, etc. • Classe D: Focs de metalls combustibles. Per exemple el magnesi, el sodi, l’urani, etc. Existeix una classificació no normalitzada que inclou un altre tipus de foc que es interessant conèixer per saber el tipus d’agent extintor a utilitzar:

• Classe E: Focs de combustibles sotmesos a tensió elèctrica. Per exemple, transformadors, ordinadors, etc.

Els focs es poden extingir mitjançant una gran varietat d’agents i de mètodes. Una classificació prou encertada dels agents és a partir de l’estat físic en que es troben: Gasosos: -Diòxid de Carboni o CO2 -Halons -Nitrogen -Barreges de gasos

Líquids: -Aigua -Escuma física i química Sòlids: -Pols química -Especials per a metalls

2. AGENTS EXTINTORS GASOSOS Són aquells que es fan servir en fase gas. Comentarem una mica les propietats de cadascun d’ells i les seves propietats extintores.

2.1. Diòxid de carboni o CO 2 Descripció i propietats generals A temperatura ambient és un gas incolor, inodor i insípid. La seva densitat es 1.5 vegades la de l’aire. Es liqua fàcilment mitjançant compressió i refredament, emmagatzemant-se en ampolles com a gas liquat per sota dels 31° C (es la seva te mperatura crítica). La descàrrega típica del CO2 líquid té una aparença de núvol blanc, degut a les partícules finament dividides de gel sec transportades amb el vapor, d’ací el nom que també se li dona de neu carbònica (aquest fenomen es degut a la solidificació de part del diòxid de carboni per l’expansió que es produeix al descarregar). Aquesta neu es troba a molt baixa temperatura (-79° C) i es sublima ràpidament. Degut a la baixa temperatura també pot condensar vapor d’aigua de l’atmosfera.

Page 60: Temari Bombers Voluntaris

Els agents extintors i el camp d’aplicació

3

Propietats extintores El diòxid de carboni té una sèrie de propietats que el converteixen en un agent útil per a l’extinció d’incendis. No és combustible, no reacciona amb la major part de les substàncies i ell mateix es proporciona la pressió per descarregar-se del recipient en el que estigui contingut. Al ser un gas, pot penetrar i repartir-se per les zones de l’àrea incendiada. En la forma de gas o com un sòlid finament dividit anomenat gel o neu seca, no condueix l’electricitat. A més, no és tòxic ni corrosiu (encara que pot produir la pèrdua del coneixement i inclòs la mort per desplaçament de l’oxigen atmosfèric per sota del 14 %), no deixa residus i no produeix danys a les instal·lacions o bens afectats per la seva utilització. Mètode d’extinció L’efectivitat del diòxid de carboni com agent extintor es deu principalment a que redueix per dilució el contingut d’oxigen a l’atmosfera per sota del valor necessari perquè la combustió tingui lloc. A partir d’aquest coneixement, es pot determinar fàcilment la concentració mínima de CO2 necessària per a l’extinció de focs de líquids combustibles. A la taula següent es donen les concentracions mínimes per a l’extinció de diferents líquids combustibles utilitzen diòxid de carboni.

Page 61: Temari Bombers Voluntaris

Els agents extintors i el camp d’aplicació

4

Per altra banda, l’expansió del líquid al convertir-se en gas i la presència de partícules sòlides a baixa temperatura produeix un petit efecte refrigerant, encara que no és l’efecte extintor determinant. Aplicació És especialment indicat per a focs de la classe B (líquids) i en focs que es trobin sotmesos a tensió elèctrica. També es pot utilitzar, encara que no és tan efectiu, en focs de la classe A (sòlids) i C (gasos). S’utilitzen dos mètodes bàsicament per l’aplicació del CO2: el mètode d’inundació total (descàrrega d’una determinada quantitat d’agent en un lloc tancat) i el d’aplicació local (descarregant directament l’agent sobre el material en combustió). En el primer cas es disposa d’una instal·lació fixa i es troba generalment en instal·lacions industrials i el segon cas es desenvolupa mitjançant la utilització d’extintors portàtils. Limitacions o inconvenients Els focs amb brases (classe A) i en superfícies molt calentes poden reincidir la combustió un cop s’ha dissipat el diòxid de carboni degut a la seva baixa capacitat de refredament. També es poc apte en exteriors o en llocs amb grans corrents d’aire, donat que la sufocació per dilució de l’oxigen present resulta pràcticament impossible. No es apte per a focs de metalls (classe D) donat que l’alta temperatura dels mateixos descompossa el CO2 en carboni i oxigen reactivant la combustió. Tampoc es apte en equips electrònics donat que les baixes temperatures assolides en la seva descàrrega pot danyar l’equip. Tampoc es efectiu en el cas de focs on es trobin involucrats productes químics que continguin oxigen i s’alimentin a partir d’ell, com es el cas del nitrat de cel·lulosa. Altres limitacions estan relacionades amb el mètode d’aplicació utilitzat i amb el propi risc. Comentaris Donat que les partícules de gel sec que es produeixen durant la descàrrega del CO2 poden

estar carregades d’electricitat estàtica, en atmosferes explosives seria convenient que les llances utilitzades (especialment en el cas d’aplicació manual) estiguessin connectades a terra. Recordar que encara que el CO2 no és tòxic, una concentració d’aquest superior al 9 % pot deixar inconscient a una persona en poc temps i una concentració superior pot provocar inclòs la mort. Donat que normalment en una extinció amb aquest agent la concentració normalment és molt superior al 9 %, s’han de prendre les mides de seguretat adequades en totes les extincions amb diòxid de carboni. El gel sec que es produeix a la descàrrega pot produir cremades per congelació degut a la baixa temperatura que s’assoleix.

Page 62: Temari Bombers Voluntaris

Els agents extintors i el camp d’aplicació

5

2.2. Els halons o hidrocarburs halogenats Descripció i propietats generals Són compostos derivats d’un hidrocarbur (generalment metà i età), en el que s’han substituït un o més àtoms d’hidrogen per halògens (fluor, clor, brom o iode), canviant totalment les seves propietats físiques i químiques, passant de ser gasos inflamables a ser agents extintors. Els halons més utilitzats són: • Halo 1211: Difluormonoclorbrom metà (CBrCLF2).

• Halo 1301: Trifluormonobrom metà (CBrF3).

Aquestes denominacions s’estableixen de forma que el nom es la paraula Halo seguida de xifres consecutives que indiquen el número d’àtoms de carboni, fluor, clor, brom i iode que té la molècula i per aquest ordre. Aquests halons són força estables químicament. El reglament 2037/2000 del Parlament Europeu establ eix que els sistemes de protecció contra incendis i els extintors d’incendis que cont inguin halons han de ser retirats del servei abans del 31 de desembre del 2003. Actualmen t només està permès el seu ús, en alguns casos, en aviació civil i militar. Nitrogen El nitrogen s’ha utilitzat en moltes aplicacions, principalment en instal·lacions de supressió d’incendis en avions (compartiments de càrrega, trens d’aterratge i ales d’avions civils i militars). La seva extinció es basa, a l’igual que en el cas del diòxid de carboni, en la sufocació, es a dir, dilució de l’oxigen atmosfèric present per sota dels nivells òptims que permeten la combustió. Es un gas inert (no és tòxic) però que pot provocar inclòs la mort per asfixia donat que es produeix, a l’etapa extintora, una disminució de la concentració d’oxigen. Mescles de gasos Actualment, i com agents substitutoris dels halons, s’estan estudiant i/o comercialitzant diverses mescles de gasos, fonamentalment nitrogen, argó i diòxid de carboni. La seva diversitat i incorporació al mercat no permet establir encara comparacions entre elles i els altres agents d’extinció.

Page 63: Temari Bombers Voluntaris

Els agents extintors i el camp d’aplicació

6

3. AGENTS EXTINTORS LÍQUIDS Són aquells agents extintors que s’utilitzen en fase líquida.

3.1. L’aigua Descripció i comentaris generals L’aigua és l’agent extintor més conegut i utilitzat, fonamentalment per la seva abundància natural, pel seu baix preu, per la seva disponibilitat (existència abundant de xarxes i hidrants a peu de foc) i per les seves característiques físico-químiques especials que la fan extraordinàriament útils en la lluita contra incendis de tot tipus en general (amb les limitacions que ja comentarem) i perquè és inert. És un líquid pesat (1 l = 1 Kg) de gran estabilitat a temperatura ambient, incolor, inodor i insípid. Cada molècula d’aigua consisteix en un àtom d’oxigen i dos àtoms d’hidrogen, essent la seva fórmula química H2O. El fet que la seva molècula presenti una diferència de càrrega i per tant una polaritat (la càrrega negativa es situa sobre l’oxigen i la càrrega positiva sobre els dos hidrògens) li confereix un tipus d’enllaç significatiu (i que no es dóna en altres molècules semblants) que proporciona a l’aigua aquestes característiques de que parlàvem. Propietats extintores La propietat més important de l’aigua com a medi extintor és la seva capacitat per absorbir calor: • Per una banda, la seva calor específica (o capacitat calorífica) elevada (major que la de

qualsevol tipus de substància que podem trobar a la natura) que ens dona la quantitat de calor que absorbeix l’aigua per elevar la seva temperatura (per exemple, un gram d’aigua per elevar la seva temperatura de 0 a 100 ° C absor beix 100 calories.

• Per altra banda i, molt més important, el seu elevat calor latent de vaporització, que es defineix com el calor necessari (o calor absorbit) per passar un gram d’aigua a 100 ° C de la fase líquida a la fase gas (o vapor) i que equival a 540 calories.

Mètodes d’extinció El principal mètode d’extinció de l’aigua es per refredament. L’aigua, especialment en el seu pas de líquid a gas, absorbeix una gran quantitat de calor de l’incendi degut a la seva elevada calor latent de vaporització (també absorbeix calor en estat líquid per elevar la seva temperatura fins a 100°C però la quantitat és molt menor), fent que la temperatura del combustible baixi per sota del seu punt d’inflamació i la combustió finalitzi. L’aigua, però, no és un agent extintor ideal o efectiu per a gasos i líquids inflamables que tinguin punts d’inflamació semblants o inferiors 100°C donat que el punt d’inf lamació es troba per sota de la temperatura a la que aquesta aigua es vaporitza. La quantitat d’aigua necessària per apagar un incendi depèn, lògicament, de la quantitat de calor desprès per aquest. Per altra banda, la velocitat d’extinció depèn de la velocitat d’aplicació de l’aigua i de la quantitat i forma en que aquesta s’apliqui. L’aplicació ideal és aquella on l’aigua absorbeix la màxima quantitat de calor, es a dir, quan aquesta es converteix en fase gas o vapor (calor latent de vaporització elevada) i, donat que aquest és un fenomen

Page 64: Temari Bombers Voluntaris

Els agents extintors i el camp d’aplicació

7

bàsicament superficial (la velocitat de transferència de calor és proporcional a la superfície d’aigua exposada), això es produeix amb més facilitat quan es troba en forma de gotes (és a dir, en forma polvoritzada) que quan es llença a broll. La velocitat de transferència de calor (i per tant, la capacitat de refredament de l’aigua), augmenta considerablement al passar de la forma de gotes a vapor (ja que augmenta molt la superfície exposada). Pot realitzar-se una extinció mitjançant l’aplicació d’aigua a certs líquids inflamables amb elevats punts d’inflamació, refredant les superfícies d’aquests amb aigua molt polvoritzada i disminuint el despreniment de vapors inflamables, encara que no és el més recomanable i comporta perills. Encara que els incendis de combustibles ordinaris s’extingeixen normalment per l’efecte de refredament de l’aigua, un incendi es pot extingir per l’efecte de sufocació que produeix la formació de vapor. Si es genera prou vapor, l’aire pot desplaçar-se o diluir-se fins a concentracions inferiors a la necessària per a la combustió. També podem extingir un incendi amb aigua mitjançant la tècnica de l’emulsió: una emulsió es forma quan líquid immiscibles, que no es poden barrejar, s’agiten de manera que un dels líquids es dispersa a través de l’altre. L’emulsificació produeix una escuma que retarda la generació de vapors inflamables. Aquesta operació cal realitzar-la de forma acurada quan es tracti de líquids d’apreciable profunditat, donat que l’emulsificació pot produir el basament dels líquids en combustió sobre les parets del recipient. Per utilitzar aquesta tècnica s’utilitza l’aigua en forma polvoritzada evitant la utilització d’aigua a broll que podria donar lloc a una escumació violenta. Finalment podem utilitzar l’aigua per a l’extinció de les matèries inflamables solubles en ella (hidrosolubles) mitjançant la tècnica de la dilució. Aquest mecanisme disminueix el percentatge de vapors inflamables necessaris per a la combustió (veure límits d’inflamabilitat) al barrejar ambdues substàncies. Per exemple, seria una tècnica aplicable en l’incendi d’un basament d’alcohol metílic o etílic (o qualsevol alcohol en general) aconseguint la mescla adient (existeix una proporció producte/aigua diferent per a cada matèria que es pot apagar per dilució). Tot i això, no és una pràctica comú quan es tracta d’incendis a tancs d’emmagatzematge degut al risc de basament per la gran quantitat d’aigua necessària i el perill d’escumació si escalfem la barreja fins el punt d’ebullició de l’aigua. Aplicació L’aigua s’aplica normalment a l’extinció de focs de la classe A (sòlids) i focs de la classe B (líquids inflamables) amb certes limitacions i generalment en forma d’escuma mitjançant la barreja amb agents escumants, considerant-se un tipus d’agent extintor amb singularitats pròpies i que es tractarà en el capítol proper. A més a més, l’aigua s’utilitza per refredar les zones annexes a l’incendi i per humitejar possibles combustibles que poguessin entrar en combustió per trobar-se a prop d’ell. L’aigua es pot aplicar de diverses formes però les més corrents són: • Aigua a broll (broll sòlid): El foc es ofegat pel pes i pressió de l’aigua. La llargada del broll

sòlid és superior a qualsevol altre forma d’aplicació d’aigua. En canvi la seva eficàcia es

Page 65: Temari Bombers Voluntaris

Els agents extintors i el camp d’aplicació

8

limitada, donat que no més del 5-10% de l’aigua descarregada intervé a l’extinció. És també la forma que causa més desperfectes.

• Aigua polvoritzada o boirina: D’aquesta manera aconseguirem millorar el rendiment de

l’aigua, aprofitant gairebé tota, amb la qual cosa obtenim una millor refrigeració, un major sufocació (a l’obtenir una major quantitat de calor) i una limitació important en els desperfectes produïts.

Limitacions o inconvenients Una de les principals limitacions de l’aigua és que aquesta, en el seu estat natural (degut bàsicament al contingut de certes impureses), és una gran conductora del corrent elèctric. Les escumes, donades que la seva base és aquosa, tenen també aquest mateix tipus de limitació (són també bons conductors del corrent elèctric). Un altre inconvenient és que dispersa els incendis degut a la pressió amb la que surt de la llança, per això sempre és recomanable la seva utilització en forma polvoritzada, excepte en aquells casos que ens pot ser convenient remoure els materials que cremen per a la seva total extinció. A més l’aigua produeix danys de consideració donat que generalment s’aplica en grans quantitats i a pressió. Finalment, la limitació en la utilització d’aigua en l’extinció de determinats productes que no tenen un comportament acceptable o que poden reaccionar amb ella. Per exemple, no es pot utilitzar a: • Determinats productes químics com els hidrurs metàl·lics, el carbur càlcic, els silans, el

clorur d’acetil, clorur de cloracetil, etc. Reaccionen amb l’aigua desprenen gasos inflamables i calor.

• En general no s’ha d’utilitzar sobre metalls combustibles (especialment alcalins i alcalins-

terris) com el magnesi, el sodi, el titani, zinc, alumini, etc. i les seves aliatges donat que es produeix hidrogen, un gas molt inflamable; tampoc en el cas de metalls fosos (per exemple en una siderúrgia) donat que a l’aplicar aigua es produeixen esquitxades que poden cremar al personal que actua a l’extinció.

• Amb el carboni, si aquest es troba escalfat a una temperatura elevada, sotmès a un ruixat

moderat d’aigua dona lloc a una reacció similar a la que es produeix amb els metalls fosos (per exemple en focs en carboneres).

• Tampoc de forma continuada sobre materials radioactius degut al risc de contaminació i

extensió de la radioactivitat que es produeix. • Amb certs tipus de matèries, l’aigua provoca boires o vapors tòxics o corrosius que poden

ser perjudicials per les persones que intervenen a l’emergència (per exemple és el cas del fosfur alumínic, la etildiclorarsina, etc.).

• Amb certs tipus de productes, l’aigua reacciona violentament i existeix el perill d’esquitxades

produint cremades de tipus químic (àcids inorgànics concentrats, anhídrids àcids i alguns comburents).

Page 66: Temari Bombers Voluntaris

Els agents extintors i el camp d’aplicació

9

• En el cas de gasos combustibles, l’aigua s’utilitza, en general, per a controlar el calor de l’incendi i tots els esforços es concentren en el tall del flux de gas. L’aigua polvoritzada s’utilitza també per a diluir les concentracions dels gasos inflamables si aquests són solubles en ella.

• En el cas de líquids inflamables hidrocarburs amb punts d’inflamació inferiors a 100°C

(aquests productes a més són insolubles en ella) i altres tipus de líquids inflamables (CS2, amines i altres insolubles o poc solubles o inclòs solubles i més o menys pesats que l’aigua), s’ha d’utilitzar l’aigua amb agents escumants donat que l’aigua sola no es efectiva. Per hidrocarburs amb punts d’inflamació alts, podem utilitzar l’aigua en forma polvoritzada o extingir el foc mitjançant la tècnica de l’emulsió com ja hem comentat.

Comentaris Inclòs amb les seves limitacions, l’aigua seguirà sent l’extintor universal per excel·lència. Encara que la seva utilització es trobi limitada en segons quines situacions, servirà per refredar els voltants de l’incendi i els recipients o superfícies afectats pel foc (sense incidir directament sobre la substància si així s’ens recomana), per protegir-nos de la radiació i en casos de deflagracions, back-draft, etc. També per controlar fuites o abatre gasos que podrien provocar un incendi. Escumes Descripció i propietats generals L’escuma no és més que un conjunt de bombolles plenes de gas o aire produïdes a partir de dissolucions aquoses d’agents escumants líquids especialment formulats, essent la seva densitat inferior a la del més lleuger dels líquids inflamables. El gas normalment utilitzat és aire, però en certes aplicacions es pot tractar d’un gas inert. Algunes escumes són denses i viscoses, creant una forta capa resistent a la calor sobre les superfícies dels líquids en combustió i sobre les superfícies verticals. Altres són més lleugeres i s’estenen amb rapidesa. Altres poden aconseguir una capa segellant dels vapors produïts per la superfície del líquid i altres (escumes de mitja i alta expansió) simplement utilitzar-se com a bombolles de gas humit, per a grans volums, inundació de superfícies i ompliment de grans espais.

Page 67: Temari Bombers Voluntaris

Els agents extintors i el camp d’aplicació

10

L’escumogen és el producte líquid que dissolt en aigua en la proporció adient, és capaç de produir una escuma per incorporació d’aire o un altre gas, d’utilitat per a l’extinció d’incendis. És l’emulsor que porten les garrafes de 25 litres dins dels vehicles. Propietats extintores Les escumes són especialment útils quan es necessita un agent extintor lleuger, compacte, sufocant i refredant. No són tòxiques i sí, en general, biodegradables. S’eliminen fàcilment, no tenen efectes perjudicials, generalment, sobre els productes amb els que es troba en contacte i es poden aplicar en grans extensions i en exteriors. Tampoc són corrosives. Un cop han eliminat el foc, impedeixin la reignició del combustible durant un cert espai de temps que es funció de l’estabilitat i gruix de la capa d’escuma (segellament). A més, degut a la seva base aquosa, té algunes propietats similars a l’aigua, com és la capacitat d’absorbir la calor. A més de la capacitat d’extinció, l’escuma, es pot utilitzar per a detenir la generació de vapors inflamables de sòlids o líquids que no estiguin en combustió i omplir o inundar cavitats o espais fins i tot força amplis (soterranis, bodegues de vaixells, etc.). Efecte extintor El mètode d’extinció que utilitza qualsevol tipus d’escuma es la sufocació per formació d’una capa sobre la superfície del combustible (degut a que presenta una densitat inferior a qualsevol líquid) que aïlla aquest de l’oxigen atmosfèric, eliminat per tant el comburent de la combustió. Aquesta capacitat extintora no sols és efectiva quan s’ha produït la combustió sinó que, com ja hem comentat abans, es pot utilitzar per detenir la generació de vapors inflamables a partir de sòlids o líquids (i per tant, la possible ignició d’aquests si contacten amb una font de calor) i per inundar espais on és difícil o impossible atacar l’incendi amb altres mitjans detenint la convecció que es genera i l’aport d’oxigen per a la combustió. Degut a l’aigua que presenta l’escuma, també té un efecte de refredament, disminuint la temperatura del combustible per sota del punt d’ignició. Resumint, com que l’escuma és més lleugera que els líquids inflamables o combustibles, sura sobre aquests, produint una capa continua de material aquós que desplaça l’aire, refreda i impedeix les fuites de vapor amb la finalitat d’aturar o prevenir la combustió. Aplicació Dins dels agents extintors, les escumes tenen un lloc privilegiat en l’extinció dels focs de tipus B (líquids inflamables). Limitacions i inconvenients La limitació principal en l’ús de l’escuma és la utilització correcta del tipus d’escuma en funció del tipus de foc a extingir. Per altra banda, degut a la presència d’aigua a la seva composició, les escumes són conductores del corrent elèctric i, per tant, no aptes en focs de tipus elèctric (excepte en alta

Page 68: Temari Bombers Voluntaris

Els agents extintors i el camp d’aplicació

11

expansió). És menys conductora de forma polvoritzada que a broll. A més, degut als additius que porta, és més conductora que l’aigua. També, degut a l’aigua que contenen, produeixen danys importants, especialment les de baixa i mitja expansió. Tampoc, pel mateix motiu, no són aptes en els focs de metalls o els focs que involucren substàncies que reaccionen amb l’aigua. A més, donat que l’escuma és una emulsió inestable d’aigua i aire, es pot dissoldre fàcilment per forces físiques i mecàniques, com pot ser un broll d’aigua aplicat amb una mànega o la mateixa aigua solament. Alguns vapors o fluids químics també poden destruir-la, per això pot passar una destrucció greu de l’escuma (segons quin tipus d’escuma) quan s’utilitza en conjunt amb altres tipus d’agents extintors (segons quin agent extintor). Les turbulències de l’aire o l’ascens violent dels gasos de combustió procedents de l’incendi poden desviar també l’escuma de la zona de combustió. L’escuma pot trencar-se i vaporitzar el seu contingut d’aigua per l’acció de la calor i les flames. Per tant, s’ha d’aplicar en volum i velocitat suficient per compensar aquesta pèrdua d’aigua, aplicant una quantitat addicional per a garantir una capa d’escuma residual sobre el líquid extingit, per a prevenir una reignició posterior. Comentaris Recordar que l’ús de les escumes es extraordinàriament útil quan tenim vessaments de productes inflamables donat que formen una capa que impedeix l’emissió de vapors inflamables cap a l’atmosfera i que aquests es puguin inflamar.

4. AGENTS EXTINTORS SÒLIDS Són aquells agents extintors que s’utilitzen en forma sòlida (o que es troben en forma sòlida). Bàsicament tenim dos tipus: la pols química i la pols especial per a metalls combustibles.

4.1. La pols química Descripció i propietats generals Com el seu nom indica són mescles de pols constituïdes bàsicament per sals metàl·liques amb alguns additius que milloren la seva estabilitat i fluïdesa així com per a millorar la seva capacitat d’emmagatzematge. Aquestes pols químiques s’apliquen en forma de petites partícules d’un tamany d’entre 10 i 20 micres, tenint aquesta dimensió un efecte definitiu sobre l’eficàcia extintora. Els primers agents d’aquest tipus que es van desenvolupar estaven fets a base de bòrax i de bicarbonat de sodi. El bicarbonat de sodi va ser el més emprat per a la seva capacitat extintora. L’any 1960 es va modificar la pols seca a base de bicarbonat de sodi per a fer-la compatible amb les escumes protètiques de baixa expansió permetre poder-la fer servir als atacs amb dobles agents. Llavors va aparèixer la pols polivalent a base de fosfat monoamònic o a base de bicarbonat potàssic per al seu ús com agent extintor. Després va aparèixer la súper-K a base de clorur potàssic. A finals dels 60 els britànics van crear una pols seca a base de bicarbonat d’urea-potassi. A l’actualitat hi han bàsicament cinc tipus d’aquests agents: bicarbonat sòdic,

Page 69: Temari Bombers Voluntaris

Els agents extintors i el camp d’aplicació

12

bicarbonat potàssic, clorur potàssic, bicarbonat de urea-potassi i fosfat monoamònic o diamònic. Les pols, en general, són estables tant a temperatures baixes com normals. Tanmateix, com alguns additius es podrien fondre a determinades temperatures, es recomana una temperatura d’emmagatzematge d’uns 49°C. A les temperatures d’u n incendi, els compostos actius es descomponen mentre acompleixen la seva funció d’extinció. Propietats extintores Una de les principals avantatges com a agents extintors és que no són conductores de l’electricitat, per la qual cosa són aplicables sobre focs sotmesos a tensió. Són extraordinàriament ràpides en l’extinció quan es llencen directament a sobre de l’àrea afectada. A més, no són tòxiques (tanmateix, el seu ús en grans quantitats pot produir dificultats respiratòries al produir-se una atmosfera de pols important). Finalment destacarem que degut al seu petit tamany de partícula, són extraordinàriament penetrants, a més que és una propietat definitiva sobre la capacitat extintora d’aquesta i requereix un control acurat per impedir que les partícules excedeixin el límit màxim o mínim del seu camp d’eficàcia. El bicarbonat d’urea-potassi és el més efectiu de totes els compostos assajats. Després, segueixen en quant a efectivitat, el bicarbonat potàssic i el clorur potàssic; el fosfat monoamònic o diamònic; i, finalment, el bicarbonat de sodi. Efectes extintors Encara que la sufocació, el refredament i l’obstrucció de la radiació contribueixen a l’eficàcia d’aquests productes, es la inhibició de la flama impedint la reacció en cadena el principal efecte extintor d’aquestes pols químiques. Recordar que a la teoria del foc o combustió anomenàvem un quart factor del tetràedre del foc que era necessari perquè la combustió es mantingués: la reacció en cadena. Aquestes reaccions en cadena implicaven unes espècies anomenades radicals lliures que havien de reaccionar entre sí per a mantenir la combustió; les partícules de pols impedeixen la combinació d’aquests radicals i la combustió es para per falta de la reacció en cadena. Durant molts anys s’havia mantingut que les propietats extintores d’aquestes pols estaven fonamentades en l’acció sufocadora del diòxid de carboni (desplaçament i dilució de l’oxigen atmosfèric) desprès pel bicarbonat de sodi en escalfar-se en un incendi (a més del gas d’impulsió). Encara que, evidentment, el diòxid de carboni contribueix sens dubte a l’extinció (com també o fa el vapor d’aigua després), l’efecte primordial de l’extinció amb pols química no és aquest. Per altre banda, les pols a base de fosfat monoamònic o diamònic, quan es llencen sobre un foc, deixen un residus enganxós (àcid metafosfòric) a sobre la superfície del material combustible que aïlla aquest de l’oxigen atmosfèric col·laborant a l’extinció del foc i a la prevenció de la reignició.

Page 70: Temari Bombers Voluntaris

Els agents extintors i el camp d’aplicació

13

A més, les partícules de la pols química absorbeixen calor en el seu procés d’extinció (per a ser químicament actives) i formen una pantalla de pols que s’interposa entre el combustible i la flama, obstruint la radiació. Aplicació Primer hauríem de distingir entre la pols química seca, normal o ordinària o pols BC (a base de bicarbonat de sodi, bicarbonat de potassi, clorur potàssic o bicarbonat d’urea -potassi), i la pols química polivalent (a base de fosfat monoamònic o diamònic) o pols ABC. La pols BC, com el seu nom indica, es pot fer servir i és molt útil en focs de la classe B (líquids inflamables) i de la classe C (gasos inflamables), a més, com qualsevol tipus de pols química, es pot fer servir en focs en què hi hagi tensió elèctrica. En el cas d’utilitzar-se en focs que generin brases (classe A) o quan el foc profunditza per a sota de la superfície, s’ha d’utilitzar també aigua com a agent extintor suplementari. La pols ABC o polivalent, es pot utilitzar en focs de líquids inflamables (classe B), en focs de gasos inflamables (classe C), en focs sotmesos a tensió elèctrica i també en incendis de materials combustibles ordinaris de la classe A (sòlids inflamables). La pols química polivalent gairebé no necessita d’aigua per completar l’extinció en focs de la classe A degut a la capa enganxosa que forma sobre les superfícies dels sòlids. Per altra banda, els dos sistemes bàsics d’aplicació de la pols química són les instal·lacions fixes (d’aplicació total o local) i les manuals de mànega. Altres mètodes d’aplicació són els extintors portàtils i els extintors sobre rodes. En el gràfic següent s’observa de forma esquemàtica les diferents formes d’aplicació de la pols química: Limitacions i inconvenients No són aplicables en instal·lacions on hi hagin equips elèctrics o electrònics delicats (ordinadors, relés, centrals telefòniques...) donat que les propietats aïllants de les pols podrien danyar l’operativitat d’aquests. La pols química no produeix una atmosfera inert duradera sobre la superfície inflamada, de manera que es pot produir la reignició de l’incendi si es para l’aport. Igualment no és útil en el cas de que existeixen fonts de reignició a prop. Per altre banda, degut a l’atmosfera de pols que es produeix, hi ha una pèrdua de visió del foc així com una possibilitat d’asfíxia per aquesta pols i pel desplaçament de l’oxigen que es produeix (especialment en llocs tancats). Finalment, la pols química normal no extingeix focs de fondària considerable ni de materials que desprenen el seu propi oxigen. A més, poden ser incompatibles amb l’escuma mecànica, excepte en alguns casos que ja vàrem comentar. La pols química polivalent no es recomanable utilitzar-la en indústries tèxtils o altres llocs a on la neteja posterior pot ser dificultosa degut a la capa enganxosa que es genera. Comentaris

Page 71: Temari Bombers Voluntaris

Els agents extintors i el camp d’aplicació

14

Per assegurar un comportament positiu de la pols química com a agent extintor, s’han dut a terme especificacions mitjançant laboratoris d’assaigs. Aquestes especificacions es refereixen al contingut d’humitat, rebuig a l’aigua, capacitat de fluïdesa i resistivitat elèctrica, emmagatzematge a elevades temperatures i poder abrasiu. També s’han avaluat les característiques de descàrrega dels equips que s’utilitzen amb la pols química. L’eficàcia de l’extinció queda determinada pel resultat dels assaigs realitzats sota les recomanacions dels fabricants en aplicar les normes corresponents.

Page 72: Temari Bombers Voluntaris

1

TEMA 6. PRINCIPIS DE MECANICA

Page 73: Temari Bombers Voluntaris

Principis de mecànica

2

1.3. PALANQUES

1.3.1. Màquines simples

En moltes de les actuacions dels Serveis contra incendis i salvaments és necessari utilitzar una força elevada per un treball determinat. Aquesta força, normalment, és molt superior a la que poden fer els operaris directament. Per poder aconseguir-la es fan servir màquines, que possibiliten, o almenys faciliten, la realització del treball. Aquestes màquines van de les més senzilles, com les palanques o politges (màquines simples), a les més complicades, com les tisores o els separadors hidràulics, passant per altres d’intermèdies, com els tràctels o els cabrestants. Abans de començar a tractar de les màquines simples més habituals a les tasques operatives, s’ha de fer un petit repàs dels seus aspectes teòrics fonamentals.

Màquina és tot artefacte que fa possible, o almenys més fàcil, la realització d’un treball.

En tota màquina, hi actuen sempre dues forces:

• Una força F que produeix el moviment. • Una força R que s’oposa al moviment, anomenada resistència.

Pel principi de conservació de l’energia, el treball de la força F és igual al treball de la resistència R. Si el treball s’expressa matemàticament, resulta que:

W (treball) = F (força) · f (espai recorregut) Això vol dir que el treball realitzat és igual a la força feta, multiplicat per l’espai recorregut per aquesta força. Segons s’ha comentat abans, el treball de la força F és igual al treball de la força R:

WF (treball d’F) = WR (treball d’R) Aplicant-hi l’expressió matemàtica del treball:

WF = F · f (f és l’espai recorregut per F) WR = R · r (r és l’espai recorregut per R)

I aplicant-hi la igualtat de treballs, s’obté: F · f = R · r Posant aquesta expressió matemàtica a les diferents formes, per poder-ne calcular cada un dels components, s’obté:

F = R · r ; f = R · r ; R = F · f ; r = F · f f F r R

Page 74: Temari Bombers Voluntaris

3

D’aquesta expressió matemàtica, se’n pot deduir, com a conseqüència, que amb una màquina adequada es pot moure la resistència R fent una força F molt més petita que R, a condició que el camí f recorregut per la força F sigui molt més llarg que el camí r recorregut per la resistència R, sempre que es compleixi la igualtat.

1.3.2. Palanques

La palanca és un cos sòlid i rígid, capaç de girar al voltant d’un punt fix anomenat punt de suport o fulcre. Perquè aquest cos pugui girar, són necessàries dues coses: l’una, que actuï una força sobre el cos, i l’altra, que hi hagi una distància entre la direcció d’actuació de la força i el punt de gir. La descripció de la palanca porta al concepte de moment d’una força. El moment (M) d’una força (F) respecte a un punt (o) és el producte (multiplicació) de la força per la distància entre el punt (o) i la direcció de la força (F) (fig.1).

Per tant, expressat matemàticament, el moment serà,: M = F · f

Figura 1 Moment d’una força respecte a un punt

Cal advertir que, en aquest cas (punt 2, PALANQUES), f és el que s’anomena braç de la palanca, mentre que en el cas anterior (punt 1, INTRODUCCIÓ), f era l’espai recorregut per la força F (utilitza la mateixa lletra per facilitar al lector l’assimilació de l’expressió matemàtica corresponent a les palanques i a la resta de màquines simples). El moment d’una força fa girar el cos cap a un costat o altre, segons com actuï aquesta força. Hi ha forces que, en actuar, fan girar el cos en el sentit de les agulles del rellotge i hi ha forces que, en actuar, fan girar el cos en sentit contrari a les agulles del rellotge. Perquè un cos que pot girar al voltant d’un punt fix estigui en equilibri, ha de succeir que la suma de moments sigui igual a zero, és a dir, que la suma de totes les forces multiplicades pels respectius braços de palanca que fan girar el cos en sentit de les agulles del rellotge sigui igual que la suma de totes les forces multiplicada pels respectius braços de palanca que fan girar el cos en sentit contrari a les agulles del rellotge.

Figura 2 La palanca és una màquina, i està sotmesa a dues forces:

• La força F que produeix el moviment • La força R que s’oposa al moviment

Condició d’equilibri F L f = R. r

Page 75: Temari Bombers Voluntaris

Principis de mecànica

4

Per tant, la palanca, la força F la fa girar en un sentit i la força R la fa girar en sentit contrari. Perquè la palanca no giri o estigui en equilibri, s’ha de complir que la suma de moments sigui igual a zero; per tant:

F · f - R · r = 0

També es pot expressar així: F · f = R · r En aquest cas, f és el braç de palanca de la força F i r és el braç de palanca de la resistència R (fig. 2). Aquesta darrera expressió matemàtica és la condició d’equilibri de les màquines que poden girar al voltant d’un punt o eix i, per tant, és d’aplicació a les palanques. Es poden distingir tres classes de palanca: Palanca de primer, de segon o de tercer gènere.

Palanca de primer gènere És la palanca que té el punt de suport o fulcre (o) entre la força F i la resistència R. Com a exemples es poden citar les tisores, el pesacartes, la balança romana, etc. (fig. 3 i fig. 4).

Figura 3 Figura 4 (Palanca romana)

Page 76: Temari Bombers Voluntaris

5

Palanca de segon gènere És la palanca que té la resistència R entre el fulcre (o) i la força F (fig. 5). Utilitzant la barra com a palanca de segon gènere, es canvia el sentit de la resistència R i, per tant, el sentit de la força F, cosa que permet obtenir més rendiment (fig. 6). Palanca de segon gènere Primer gènere Segon gènere

Figura 5 Figura 6 Figura 7 Com a exemples de palanca de segon gènere, hi ha el trencanous, el tallador de pa, el tallador de paper, la bomba manual, el carretó, etc. (fig. 7). A la pràctica, s’han de tenir en compte altres aspectes de la palanca, com el propi pes de la barra o palanca, aspectes que poden determinar la utilització d’un tipus de palanca o altre.

Palanques de segon gènere

Carretó Bomba manual

Figura 7

Page 77: Temari Bombers Voluntaris

Principis de mecànica

6

Palanca de tercer gènere És la palanca que té la força (F) entre el fulcre (o) i la resistència (R) (fig. 8). En la palanca de tercer gènere s'ha de fer una força (F) cap amunt a fi d'aconseguir un recorregut de la resistència (R) cap amunt. Com a exemples de palanca de tercer gènere, es poden citar el pedal de les antigues esmoladores, les pinces, bona part de les grues hidràuliques, etc. (fig. 9).

Palanca de tercer gènere

Figura 8

Exemple grua hidràulica

Figura 9

Page 78: Temari Bombers Voluntaris

7

1.3.3. El torn És el principi de funcionament del cabrestant. Es tracta d'un sistema de palanca però aquest cop tenim una maneta més llarga que fem girar, solidària a un cilindre de radi més petit on s'enrotlla el cable. La relació entre la llargada de la palanca (Bf en el dibuix) i el radi del cilindre (Br) serà la relació de palanca.

En treballar amb els torns cal tenir en compte que a mesura que el cable/corda/mànega es va enrotllant al torn, cada cop caldrà fer més força, ja que el radi de gir augmentarà degut al gruix

del propi cable/corda/mànega, i per tant la relació de palanca serà més petita. A bombers podem trobar varis exemples d'aquesta màquina: les debanadores per estendre mànegues en l'aproximació vertical dels focs d'habitatge, el rodet de mànegues que porten la majoria de camions al costat de la bomba, i el cabrestant que porten molts vehicles lleugers i furgons de salvament. El cas del cabrestant és una mica diferent, ja que en lloc d'una palanca manual tenim un motor elèctric amb un engranatge.

Page 79: Temari Bombers Voluntaris

1

TEMA 7. IDENTIFICACIÓ DE MATÈRIES PERILLOSES

Page 80: Temari Bombers Voluntaris

2

Page 81: Temari Bombers Voluntaris

Identificació de matèries perilloses

3

2.1. INTRODUCCIÓ En el procés de resolució d’emergències podem distingir diverses fases:

1. Es produeix un sinistre que no pot ser resolt sense ajuda especialitzada. 2. Algú se n’adona i dóna l’avís. 3. En rebre l’avís, el sistema d’emergències ha d’activar el personal i els mitjans adients al

més aviat possible, per donar resposta i/o protegir, tot tenint en compte la relació cost – benefici.

4. Intervenció. 5. Solució del problema i retorn a la normalitat.

Durant tot el procés de resposta a emergències trobem una variable molt important que influeix força en el desenvolupament de la intervenció. Aquesta variable és la informació:

- Quines substàncies hi estan involucrades? - Quantitat de productes? - Hi ha ferits? Quants? Gravetat dels ferits? - Sota quines condicions (tipus de contenidors, meteorologia...)? - Accessos

Podem fer protocols d’actuació, pràctiques davant diferents situacions, etc.., però fins que no sapiguem exactament quin és el problema, no estarem en condicions de donar una resposta eficaç. Així doncs és molt important incidir en la qualitat de la informació, que ha de ser ràpida i exacta. És probable que aquesta vagi canviant durant tot el procés, guanyant en precisió a mesura que passa el temps i sent poc precisa en els moments inicials. Penseu en la importància de tenir la màxima informació al més aviat possible, abans fins i tot de l’arribada dels bombers, ja que de vegades la configuració de la resposta a l’emergència queda condicionada a les instal·lacions inicials. Com a bombers hem de conèixer la diferent normativa, i els usos i costums d’identificació així com saber identificar les situacions de risc associades a matèries perilloses. Normalment, els bombers són els primers intervinents en arribar al lloc del sinistre. I tenim, per tant, la important feina d’obtenció d’informació del producte o productes involucrats, la quantitat i les condicions dels contenidors, i de l’entorn. Aquesta feina d’identificació esdevé crucial tant per al desenvolupament de la intervenció com per garantir la seguretat del personal intervinent.

Page 82: Temari Bombers Voluntaris

Identificació de matèries perilloses

4

2.1.1. Informació mínima que cal saber sobre la sub stància durant la intervenció

Si tenim en compte únicament les propietats de la substància, el perill i l’extensió de l’àrea afectada per una fuita dependran de:

• Els perills propis del producte (toxicitat, inflamabilitat, corrosivitat…). • La seva facilitat d’evaporació (si és gran, més gran serà l’àrea d’afectació). • El pes del gas o vapors (si pesen més que l’aire, la seva dispersió és més dificultosa, estem

més exposats als seus efectes i s’acumulen en llocs tancats). • La reactivitat amb l’aigua (si reacciona amb l’aigua podem agreujar l’accident si en fem

servir).

LA IDENTIFICACIÓ ÉS UNA TASCA DE BOMBERS MOLT IMPOR TANT, QUE HEM DE SABER FER AMB CERTESA I CELERITAT

S'evapora fàcilment?

El gas o els vapors són

més pesants que l'aire?

Reacciona amb l'aigua?

Tòxic

Inflamable

Explosiu

Corrosiu

Comburent

Quins perills presenta?

Gas liquat

És un gas (extremadament volàtil)

És un líquid molt volàtil

És un líquid poc o gens volàtil

Més pesants

Més lleugers o similars

No

a pressió

a baixa temperatura

- Números de perill del pannell taronja- Fitxa d'intervenció del producte.

- Números de perill del pannell taronja 2: gas liquat a pressió 22: gas liquat a baixa temperatura

- Fitxa d'intervenció del producte: Volàtil: 0,1<Pv<1 atm. 15ºC<Teb<100ºC No volàtil: Pv < 0,1 atm. Teb > 100ºC

- Fitxa d'intervenció del producte: Més pesants: PM > 29. Densitat relativa > 1 Més lleugers: PM < 29. Densitat relativa < 1

- Pannell taronja: Si X precedeix el número de perill, hi ha reacció amb l'aigua.- Fitxa d'intervenció del producte

QUÈ CAL SABER SOBRE EL PRODUCTE?: ON TROBAR-HO?:

Page 83: Temari Bombers Voluntaris

Identificació de matèries perilloses

5

2.2. ELEMENTS ONU PER A LA IDENTIFICACIÓ Una comissió d’experts de l'ONU estudia la problemàtica del transport de mercaderies perilloses. Es reuneix periòdicament per debatre l’estat i l’eficàcia de les normes i recomanacions. Com a conclusió elaboren, modifiquen i actualitzen les existents per donar-los més utilitat. Les més famoses són:

- Els números ONU : és una llista de més de 3.500 matèries i objectes perillosos, a cadascun dels quals s’ha assignat un número que l’identifica.

- La classificació dels perills en classes . - Les etiquetes de perill : són pictogrames que indiquen un perill.

Totes tres són reconegudes arreu del món i es fan servir en tots els acord per al transport de mercaderies perilloses, tant per carretera com per ferrocarril, per mar o per aire: ADR, Hazchem, DOT, RID, IMDG, IATA...

2.2.1. Números ONU

Número d’identificació de quatre xifres de les matèries o objectes establerts en un Reglament Tipus de l'ONU. Actualment hi ha més de 3.500 productes catalogats. És coneguda i reconeguda arreu del món i es fa servir en tots els sistemes d’identificació de matèries perilloses. Amb aquest número queden identificades les matèries o objectes que poden presentar cert perill. Per exemple, si ens diuen que en una capsa tenim el producte amb número ONU 1345, ho podem consultar i sabrem que el que tenim és “retalls de cautxú en forma de pols o grans”. Aquesta classificació es fa servir arreu del món, és molt coneguda i ha facilitat la creació de bases de dades de productes perillosos en què trobem les característiques físiques i químiques d’aquest productes i les compatibilitats amb d’altres.

2.2.2. Divisió en classes i subclasses de perill Seguint la màxima divideix i venceràs, es va crear una divisió de les mercaderies perilloses en classes i subclasses atenent al seu perill principal.

CLASSE CARACTERÍSTIQUES Classe 1 Matèries i objectes explosius Classe 2 Gasos Classe 3 Líquids inflamables Classe 4.1 Matèries sòlides inflamables, matèries autorreactives i matèries explosives

desensibilitzades sòlides Classe 4.2 Matèries que poden experimentar inflamació espontània Classe 4.3 Matèries que en contacte amb l’aigua desprenen gasos inflamables Classe 5.1 Matèries comburents Classe 5.2 Peròxids orgànics Classe 6.1 Matèries infeccioses Classe 6.2 Matèries reactives Classe 7 Matèries radioactives Classe 8 Matèries corrosives Classe 9 Matèries i objectes perillosos diversos

Page 84: Temari Bombers Voluntaris

Identificació de matèries perilloses

6

2.2.3. Etiquetes de perill Al si de l’ONU es van crear les etiquetes associades a les classes de perill. També molt conegudes i incorporades a molts sistemes d’identificació arreu del món, com el DOT nord-americà o el Hazchem del Regne Unit. Aquestes són:

EXPLOSIUS

ETIQUETA NÚM. 1 ETIQUETA NÚM. 1.4

ETIQUETA NÚM. 1.5 ETIQUETA NÚM. 1.6

Page 85: Temari Bombers Voluntaris

Identificació de matèries perilloses

7

GASOS INFLAMABLES

ETIQUETA NÚM. 2.1

GAS NO INFLAMABLE I NO TÒXIC

ETIQUETA NÚM. 2.2

GASOS TÒXICS

ETIQUETA NÚM. 2.3

Page 86: Temari Bombers Voluntaris

Identificació de matèries perilloses

8

LÍQUIDS INFLAMABLES

ETIQUETA NÚM. 3

MATÈRIES SÒLIDES INFLAMABLES, AUTORREACTIVES I EXPL OSIVES

ETIQUETA NÚM. 4.1

Page 87: Temari Bombers Voluntaris

Identificació de matèries perilloses

9

MATÈRIES D’INFLAMACIÓ ESPONTÀNIA ETIQUETA NÚM. 4.2

MATÈRIES QUE DESPRENEN GASOS INFLAMABLES EN CONTACT E AMB L’AIGUA ETIQUETA NÚM. 4.3

Page 88: Temari Bombers Voluntaris

Identificació de matèries perilloses

10

MATÈRIA COMBURENT PERÒXID ORGÀNIC

Page 89: Temari Bombers Voluntaris

Identificació de matèries perilloses

11

MATÈRIA TÒXICA MATÈRIA INFECCIOSA

ETIQUETA NÚM. 6.1 ETIQUETA NÚM. 6.2

MATÈRIA RADIOACTIVA

ETIQUETA NÚM. 7A ETIQUETA NÚM.7B

ETIQUETA NÚM. 7C ETIQUETA NÚM. 7E

Page 90: Temari Bombers Voluntaris

Identificació de matèries perilloses

12

MATÈRIA CORROSIVA

ETIQUETA NÚM. 8

MATÈRIA O OBJECTE PERILL DIVERS

ETIQUETA NÚM. 9

Page 91: Temari Bombers Voluntaris

Identificació de matèries perilloses

13

MATÈRIA TRANSPORTADA A TEMPERATURA ELEVADA Els vehicles autoritzats i especialment preparats que transporten matèries en calent, han de portar l’etiqueta en cada lateral i en la part del darrere. Si es tracta de contenidors, cisternes o cisternes portàtils, l’han de portar enganxada als quatre costats.

Les dimensions són les d’un triangle equilàter amb una base de 250 mm.

POSICIÓ DE L’EMBALUM

ETIQUETA NÚM. 11

Totes aquestes etiquetes es fan servir en la senyalització de mercaderies transportades per carretera, ferrocarril, vaixell i avió. Algunes són específiques d’un mitjà de transport, com el senyal següent, recollit al RID, per al transport per ferrocarril:

Page 92: Temari Bombers Voluntaris

Identificació de matèries perilloses

14

CLASSES I EXEMPLES

CLASSE 1 – EXPLOSIUS - Petards / Focs d’artifici - Munició esportiva - Bales de fogueig - Bengales

CLASSE 2 – GASOS - Extintors - Bombones de càmping gas - Aerosols / Esprais / Inhaladors - Encenedors - Ampolles d’oxigen

CLASSE 3 – LÍQUIDS INFLAMABLES - Adhesius / Pega - Acetona / Productes de perfumeria - Pintures, resines, vernissos - Productes petrolífers

CLASSE 4 – SÒLIDS INFLAMABLES - Mixtos - Pólvores metàl·liques (zenc, magnesi) - Liti / Sodi - Carbó humit

CLASSE 5 – SUBSTÀNCIES COMBURENTS I PERÒXIDS - Fertilitzants - Nitrat amònic - Clor / Generadors d’oxigen

CLASSE 6 – SUBSTÀNCIES TÒXIQUES I INFECCIOSES - Pesticides / Herbicides / Plaguicides - Desinfectants - Virus

CLASSE 7 – MATERIALS RADIOACTIUS - Alarmes de fum - Isòtops

CLASSE 8 – CORROSIUS - Bateries - Àcids - Mercuri - Amoníac - Netejadors de la llar

CLASSE 9 – DIVERSOS - Aparells accionats elèctricament - Gel sec - Masses imantades - Substàncies perilloses per al medi ambient - Piles de liti

Page 93: Temari Bombers Voluntaris

Identificació de matèries perilloses

15

ETIQUETATGE PER AL TRANSPORT

CLASSE 1 – EXPLOSIUS

CLASSE 2 – GASOS

CLASSE 3 – LÍQUIDS INFLAMABLES

CLASSE 4 – SÒLIDS INFLAMABLES

CLASSE 5 – SUBSTÀNCIES COMBURENTS I PERÒXIDS

CLASSE 6: 6.1 SUBSTÀNCIES TÒXIQUES 6.2 SUBSTÀNCIES INFECCIOSES

CLASSE 7 – MATERIALS RADIOACTIUS

CLASSE 8 – CORROSIUS

CLASSE 9 – DIVERSOS

Page 94: Temari Bombers Voluntaris

Identificació de matèries perilloses

16

2.3. TRANSPORT DE MERCADERIES PERILLOSES

2.3.1. L’ADR És un acord internacional per posar en comú les disposicions de seguretat en el transport de mercaderies perilloses per carretera. Com que en un principi el van signar uns quants països europeus, ja li va quedar el nom d’Acord europeu per al transport de mercaderies perilloses per carretera. Any rere any més països es van afegint a aquest acord. Així, l’any 2006 hi ha 39 països adherits, la majoria europeus, però també n’hi ha d’altres com ara el Marroc, Rússia, Ucraïna, Moldàvia, etc. I també hi ha països europeus amb normativa diferent, com ara el Regne Unit, que fa servir el codi Hazchem. L’Estat espanyol està adherit a l’ADR i el fa complir mitjançant la normativa TPC. Els principals aspectes que hem de conèixer d’aquesta normativa estan relacionada amb la identificació de les mercaderies perilloses i els seus perills. Els punts més importants són:

- Limitació del pes màxim de mercaderies perilloses en funció del seu grau de perillositat - Identificació mitjançant etiquetes i plaques taronja - Formació específica dels expedidors, carregadors i transportistes - Documentació descriptiva de la càrrega i instruccions escrites en cas de sinistre

Etiquetes de perill La normativa estatal, el TCP, basat en l’ADR, fa servir les etiquetes de perill vistes abans. Es col·loquen recolzades sobre el vèrtex inferior. Se’n col·locaran tantes com perills tingui la matèria, però en primer pla l’etiqueta del perill principal. En general, per als embalums, les dimensions mínimes són un quadrat de costats 100 mm x 100 mm. En els contenidors han de ser de 250 mm de costat. Per a la classe 7, la placa-etiqueta ha de ser un quadrat de 250 mm x 250 mm com a mínim. És obligatori l’etiquetatge de les mercaderies compreses a l’ADR o al TCR. Però també podem etiquetar qualsevol matèria encara que no sigui inclosa a l’ADR. És a dir, podem veure vehicles transportant matèries perilloses que porten l’etiqueta de perill, però no les plaques taronja.

Plaques taronja Les plaques taronja retroreflectants han de tenir una base de 40 cm i una alçada de 30 cm, i han de portar un ribet negre de 15 mm. Les plaques taronja han de tenir enmig una línia horitzontal negra amb una amplada de 15 mm, excepte si són neutres i no porten numeració. Si la mida i la construcció del vehicle són tals que la superfície disponible és insuficient per fixar aquestes plaques, se’n poden reduir les dimensions fins a 300 mm per a la base, 120 mm per a l’alçada i 10 mm per al ribet.

Page 95: Temari Bombers Voluntaris

Identificació de matèries perilloses

17

Etiquetes de perill de la part superior de la placa taronja Una combinació de números indica el perill. Podem trobar dos o tres números que formen un codi que identifica els perills de la matèria transportada. A més dels números del codi de perill, si la matèria reacciona violentament amb l’aigua, s’afegeix la lletra X.

0 - Risc simple 2 - Emissió de gasos 3 - Inflamabilitat de líquids 4 - Inflamabilitat de sòlids 5 - Afavoridor de la combustió (oxidant) 6 - Toxicitat de líquids i sòlids 7 - Radioactivitat 8 - Corrosivitat 9 - Reacció violenta espontània X - Reacció violenta amb l’aigua

Per exemple:

X386 ens indica que estem davant un líquid inflamable, corrosiu i tòxic, on l’ús de l’aigua ha de ser supervisat i aplicat correctament.

Quan el perill d’una matèria pot ser identificat amb una sola xifra, aquesta es complementa amb un zero en segona posició. L’ordre en què apareixen les xifres indica el perill principal (les situades en primer lloc). Les xifres repetides indiquen una intensificació del perill.

Page 96: Temari Bombers Voluntaris

Identificació de matèries perilloses

18

Hi ha, però, unes combinacions amb significat especial: 22 Gas refrigerat X323 Líquid inflamable que reacciona perillosament amb l’aigua X333 Líquid espontàniament inflamable que reacciona perillosament amb l’aigua X423 Sòlid inflamable, reacciona perillosament amb l’aigua desprenent gasos

inflamables 44 Sòlid inflamable que a una temperatura elevada es troba en estat fos 539 Peròxid orgànic inflamable 90 Matèries perilloses diverses 606 Matèries infeccioses i/o repugnants 99 Matèries perilloses diverses transportades a temperatura elevada

Si es transporten diverses mercaderies, al davant i al darrere s’han de portar les plaques taronja sense numeració.

Page 97: Temari Bombers Voluntaris

3

TEMA 8. HIDRAULICA

Page 98: Temari Bombers Voluntaris

Hidrostàtica

4

1.1. CONEIXEMENTS GENERALS La hidràulica, en sentit col·loquial, és la part de la física que estudia els fluids. Els líquids i els gasos reben el nom de fluids. Els fluids són cossos que prenen la forma del recipient que els conté. Els fluids estan constituïts per molècules, les quals estan unides entre elles per unes forces de cohesió que són relativament petites. Això explica el fet d’oferir poca resistència a la deformació en sentit tangencial. La diferència entre líquids i gasos és que els primers es caracteritzen pel fet de ser pràcticament incompressibles i per tant, de tenir el volum constant a una determinada temperatura, mentre que els gasos es poden comprimir i tenen tendència a ocupar el volum de què disposen si no hi ha una pressió sobre ells. Aquest capítol s’ocuparà exclusivament dels líquids i en particular de l’aigua, tenint en compte que les lleis de la hidràulica són generals per a tots els líquids.

1.2. HIDROSTÀTICA

Normalment es divideix l’estudi dels líquids en dues parts. Una part es quan els líquids estan quiets i per tant la seva superfície és plana, aquesta part s’anomena hidrostàtica. L’altre part és quan els líquids estan en moviment, aquesta part s’anomena hidrodinàmica. Es començarà l’estudi per la primera part, és a dir, per la hidrostàtica.

1.2.1. Pressió

Un punt qualsevol d’una massa líquida està sotmès a una pressió en funció únicament de la profunditat a la què es troba el punt. Un altre punt a la mateixa profunditat tindrà la mateixa pressió. (vegeu fig. 1) La pressió A és igual a la pressió B. Es pot definir la pressió hidrostàtica en un punt d’un líquid com la força que fa el líquid en virtut del seu pes, sobre la unitat de superfície situada en aquest punt (fig. 2). L’expressió matemàtica de la pressió és la següent: F essent: P = La pressió P = ____ F = La força que fa el líquid S S = La superfície

Figura 1

Figura 2

Page 99: Temari Bombers Voluntaris

Hidrostàtica

5

Com s’ha dit abans, la força que fa el líquid és deguda al seu pes i si els líquids són diferents el pes de cada un d’aquests líquids serà diferent; per tant, la pressió sobre el punt abans suposat serà diferent segons el líquid què es tracti. Per exemple, no té la mateixa densitat l’oli, l’aigua o el mercuri, per tant la pressió que faran sobre un punt que estigui a la mateixa profunditat serà diferent. Suposem tres tubs iguals, amb una secció de 1 cm2 i una alçada de 10 metres, plens d’elements diferents (fig. 3).

El volum de cada tub serà de 1 cm2 ·

1000 cm = 1000 cm3, és a dir, 1000 centímetres cúbics, i com se sap, això és el mateix que 1 litre, i 1 litre d’aigua pesa 1 quilo. Per tant, la pressió que rebrà el tub de l’aigua en la seva base (punt B) serà: Força = pes d’1 quilo Superfície = 1 cm2 i la pressió: 1 quilo

P = ______________ = 1 Kg/cm2 1 cm2 És a dir, una pressió de 1 quilo per centímetre quadrat. Si es considera que 1 litre d’oli pesa 0,8 Kg la pressió que rebrà el tub de l’oli en la seva base (punt A ) serà: 0,8 Kg P = _______ = 0,8 Kg/ cm2 1 cm2 I si 1 litre de mercuri pesa 13,6 quilos la pressió que rebrà el tub del mercuri en la seva base (punt C ) serà: 13,6 Kg P = _______ = 13,6 Kg/ cm2 1 cm2 S’observa que a mesura que augmenta la densitat del líquid, la pressió en un punt que està a la mateixa profunditat també augmenta.

Figura 3

Page 100: Temari Bombers Voluntaris

Hidrostàtica

6

Per entendre una mica més el concepte de pressió, observa l’exemple següent: Una persona que pesa 60 quilos és a sobre la neu; si es recolza només sobre un peu la pressió que farà sobre la neu serà els 60 quilos que pesa dividit per la superfície de la seva sabata (fig. 4), però si es recolza sobre els dos peus la pressió sobre la neu serà els 60 quilos que pesa igualment, dividit per la superfície de recolzament que és el doble que en el cas anterior; per tant, la pressió serà menys, però si aquesta persona porta esquís, com que la superfície de recolzament és molt més gran, la pressió serà molt més petita i per tant, gairebé no s’enfonsarà en la neu.

Figura 4

Les unitats en què es mesura la pressió són molt variades, essent les més corrents el Kg/cm2, atmosfera, bar, torr, m.c.a. etc. L’equivalència entre elles és la següent:

1 Kp/cm2 1 Kg · cm2 = 0,98067 bar = 0,96784 Atm = 735,56 torr. 1 atm 1 atmosfera = 1,01325 bar = 1,03323 Kg/cm2 = 760 torr 1 bar 1 bar = 0,98692 atm = 750,06 torr = 1,01972 Kp/cm2 1 Kw Kg 1 Pa Pascal = ________ = 10-5 _________ ; m2 cm2 1 Kpa = 103 Pa; A nivell pràctic es pot considerar que: 102 Kpa = 1 bar = 1 atm = 1 Kg/ cm2 = 10 m.c.a. (metres columna d’aigua)

1.2.2. Principi de Pascal La pressió que es fa en un punt qualsevol d’un líquid es transmet amb la mateixa intensitat i en totes les direccions a tots els punts del líquid. Aquesta és la conclusió a la qual va arribar en Pascal després de les seves investigacions. Intuïtivament, això es pot veure en un aparell com el de la fig. 5, en què polsant amb un pistó, es fa sortir aigua pels diferents forats del recipient, observant que l’aigua surt amb una direcció

Page 101: Temari Bombers Voluntaris

Hidrostàtica

7

diferent per cada forat i que, aproximadament, per tots els forats surt a la mateixa velocitat. La pressió que fa un sòlid en virtut del seu pes actua en una sola direcció (la de la vertical) i en un sol sentit (cap avall); en canvi, la pressió que fa un líquid en virtut del seu pes actua en totes les direccions, vertical, horitzontal i en tots els sentits, cap amunt, cap avall, dreta i esquerra. Això intenta explicar-ho gràficament la fig. 6. Pascal, per demostrar que la pressió en un recipient no depèn de la quantitat de líquid, sinó de l’alçada d’aquest i que la direcció de la pressió hidrostàtica és sempre perpendicular a la superfície del cos en contacte amb el líquid, va construir una bota amb un tub molt llarg i prim perquè hi cabés una mínima quantitat d’aigua i va omplir el tub amb un litre d’aigua, (fig. 7); com que el tub era molt llarg, la pressió dins de la bota va ser gran i la bota va rebentar demostrant el que Pascal volia. Una aplicació immediata del principi de Pascal és utilitzar la transmissió de la pressió en totes les direccions per multiplicar una força que s’està fent en un punt. Per exemple, si es considera la fig. 8 s’observa que posant un pes de 10 Kg en el cilindre petit i un pes de 1000 Kg en el cilindre gros, el sistema segueix estant en equilibri, és a dir, no es mou i cal esbrinar perquè. La pressió que hi ha al cilindre petit, punt A per exemple és:

F 10 Quilos P = ____ és a dir, P = ________ = 10 Kg/ cm2

S 1 cm2 Segons el principi de Pascal, aquesta pressió es transmet en totes les direccions i sentits dins de la massa líquida, per tant, en el punt B, hi haurà

una pressió de 10 kg/cm2

en direcció cap amunt. En el cilindre gros (punt B) la pressió deguda als 1000 quilos serà:

1000 Quilos P = __________ = 10 Quilos/ cm2 cm2

Amb la qual cosa veiem que és la mateixa pressió però en sentit cap avall i per tant, s’anul·len; per això no es mou el sistema. L’exemple anterior és el principi de la premsa hidràulica o gat hidràulic. Suposem l’exemple de l’esquema adjunt (fig. 9) on la relació de les seccions de l’èmbol gran i el petit és de 100 a 1 i es vol conèixer la força màxima que pot fer la premsa.

Figura 5

Figura 6

Figura 7

Page 102: Temari Bombers Voluntaris

Hidrostàtica

8

Tenint en compte que la força que fa l’operari (f’) és de 50 quilos, es calcula en primer lloc la força que farà l’èmbol petit. Per això s’aplica la llei de la palanca.

f’ · 16 cm = f · 1 cm (f’ = 50 quilos) per tant, 50 quilos · 16 cm = f · 1 cm 50 quilos · 16 cm f = _________________ = 800 Quilos

1 cm Així, l’èmbol petit fa una força de 800 quilos, el que vol dir que, si suposem que la secció del cilindre petit

és de 1 cm2

, la pressió sobre el líquid serà: F 800 quilos P = ____ P = __________ = 800 Quilos/cm2 S 1 cm2 i com aquesta es transmet en totes direccions, en el cilindre gros tindrem la mateixa pressió i per tant:

F F P = ____ 800 Quilos/ cm2 = ________ S 100 cm2

F = 800 Quilos/ cm2 · 100 cm2 = 80.000 Quilos

Amb això es veu que fent una força de 50 quilos es pot obtenir una força de 80.000 quilos. Cal mencionar que el moviment de l’èmbol gros és molt més petit que el moviment de l’èmbol petit. En el cas de l’exemple anterior en què la relació de seccions era de 100 a 1, resulta que perquè l’èmbol gros es desplaci 1 mil·límetre, l’èmbol petit s’ha de desplaçar 100 mil·límetres.

1.2.3. Pressió atmosfèrica La terra està envoltada per una barreja de gasos anomenada atmosfera, els quals són els composats de l’aire, principalment, (oxigen i nitrogen). Aquest embolcall té una gran alçada sobre la terra, uns 60 quilòmetres o més i el pes d’aquests gasos fa una força sobre la terra. Com que la terra té una superfície determinada, hi haurà una pressió i aquesta és la que s’anomena pressió atmosfèrica. Es pot dir que la pressió atmosfèrica és la força en què actua l’atmosfera, en virtut del seu pes, sobre cada centímetre quadrat dels cossos existents dins d’aquesta atmosfera. El pes de l’aire, en els primers 1000 metres, és aproximadament de 1,293 grams cada litre. • Per exemple, una ampolla d’un equip d’aire pesa més plena que buida; això pot donar una

idea de pes de l’aire sabent els litres d’aire que hi ha a l’ampolla.

Figura 8

Figura 9

Page 103: Temari Bombers Voluntaris

Hidrostàtica

9

La pressió atmosfèrica actua en totes les direccions i sempre perpendicular a la superfície dels cossos que estan en contacte. El valor d’aquesta pressió, mesurada a nivell del mar, és d’1 atmosfera, que com ja s’ha dit:

1 atm = 1,033 Kg/ cm2 = 760 torr = 76 centímetres de columna de mercuri

Experiment de Torricelli

S’agafa un tub de vidre d’uns 90 cm de longitud, tancat per un extrem i obert per l’altre, s’omple de mercuri i es tapa amb el dit gros. Invertint el tub, s’introdueix l’extrem així tapat en una cubeta amb mercuri i es retira després el dit. Llavors el nivell del mercuri en el tub baixa una mica, quedant sobre el nivell del mercuri de la cubeta la alçada h (vegeu fig. 10) d’uns 76 cm (a nivell del mar). Aquesta pressió (PB) de la columna de mercuri és anivellada per la pressió (PA),

que és la pressió atmosfèrica. Fent aquest experiment s’ha construït un aparell primitiu que mesura la pressió. Si l’experiment s’hagués fet amb aigua, la columna de líquid hagués estat de 10,33 metres de longitud.

760 m/m de columna de mercuri = 10,33 metres de columna d’aigua = 1 atmosfera Aquesta pressió atmosfèrica que s’ha esmentat és a nivell del mar, però en una muntanya de 1.000 metres d’alçada la pressió atmosfèrica no serà la mateixa, ja que hi ha menys quantitat de gasos per damunt. Si es suposa una columna de 1 cm2 de base i 100 metres d’alçada, es té un volum de:

1 cm2 · 10.000 cm = 10.000 cm3

Això és el mateix que 10 litres. Si a més a més es té en compte que 1 litre d’aire pesa 1,293 grams, aquesta columna de 100 metres d’aire pesa 12,93 grams, el que correspon a una alçada en columna d’aigua de 0,129 metres. A nivells de 1.000 o 2.000 metres d’alçada, cada 100 metres d’alçada que es pugi, la pressió atmosfèrica disminueix en 0,129 metres de columna d’aigua.

Figura 10

Page 104: Temari Bombers Voluntaris

Hidrostàtica

10

2.1. CIRCULACIÓ DE LÍQUIDS La hidrodinàmica és la part de la física que estudia els fluids en moviment. Si el fluid circula a poc a poc no se’n veu pràcticament el moviment; en aquests casos es diu que el fluid té un moviment laminar. Si el fluid circula de pressa se n’apreciarà el moviment per els remolins i canvis de direcció, en aquests casos es diu que el fluid té un moviment turbulent. En les conduccions es considerarà que el moviment és sempre turbulent. A més a més, la circulació de líquids per les conduccions es pot considerar lliure o forçada. Una circulació lliure serà quan el líquid es mou pel seu propi pes. Una circulació forçada serà quan, per exemple, es fa pujar el líquid a uns metres d’alçada. En les intervencions dels Bombers la circulació de l’aigua per les mànegues serà pràcticament sempre forçada. La velocitat de l’aigua dins les conduccions es mesura normalment en metres per segon, (m/seg). En la pràctica no és recomanable que l’aigua circuli per les mànegues a una velocitat superior a 2,5 m/seg. Si circula a velocitats superiors es poden presentar pèrdues de rendiment importants.

2.1.1. Cabal El cabal és la quantitat d’aigua que passa per la secció d’un conducte per unitat de temps. Les unitats més usuals per mesurar els cabals són: El litre per minut (l/min)

El metre cúbic per minut (m3/min) El metre cúbic per hora (m3/h)

El cabal que circula per un conducte està relacionat amb la velocitat que té l’aigua en el conducte i amb la secció del conducte, és a dir, el cabal depèn de la velocitat i de la secció. Aquesta dependència expressada matemàticament pel líquid incompressible és la següent:

Q = V · S En aquesta fórmula, Q és el cabal V és la velocitat del fluid S és la secció del conducte

Perquè la fórmula sigui homogènia, s’han de posar aquests diferents elements en les unitats corresponents.

Per exemple, si es vol obtenir el cabal Q en m3/min, s’ha de posar la velocitat en metres/minut, i la secció en metres quadrats. Si es vol obtenir el cabal en l/min, s’ha de posar la velocitat en decímetres/minut i la secció en decímetres quadrats. Cal tenir present que per una mànega que té el doble de diàmetre que un altre, hi passa quatre vegades més de cabal i si el diàmetre és tres vegades més gran, hi passa nou vegades més de cabal, etc.

Page 105: Temari Bombers Voluntaris

Hidrostàtica

11

2.2. VELOCITAT DE CIRCULACIÓ Coneixent la fórmula del cabal Q = S · V; i tenint en compte que l’aigua és incompressible, es pot comprendre que en una conducció, tota l’aigua que passa pel principi de la conducció passa pel final, és a dir, el cabal és constant, per tant S · V = constant; però si aquesta canonada té diferents diàmetres, la velocitat de l’aigua no serà la mateixa a la part més estreta que a la part més ampla ja que perquè passi el mateix cabal (nombre de litres/minut) per la part estreta que per la part ampla, en la part estreta, l’aigua haurà de circular a més velocitat.

Figura 1

Com ja s'ha indicat abans, S · V = constant i per tant en la conducció de la fig. 1, s’ha de complir això, però com que té diferents diàmetres, la S (Secció) i la V (Velocitat) no podran ser les mateixes en cada part, en canvi el producte de S · V sempre ha de donar el mateix. Expressant això matemàticament es té que:

S1 · V1 = S2 · V2 = S3 · V3 = constant = Q

(Cabal)

part 1 part 2 part 3

2.3. TEOREMA DE BERNOULLI Si s’observa la fig. 2, es veu que quan l’aixeta està tancada la superfície del líquid en el dipòsit i els tubs, està a la mateixa alçada i és constant (principi dels vasos comunicants).

Figura 2 Però en el moment d’obrir l’aixeta el nivell de l’aigua en els tubs baixa (fig. 3) i si tornem a tancar l’aixeta el nivell torna a pujar.

Figura 3

Page 106: Temari Bombers Voluntaris

Hidrostàtica

12

Això vol dir que en obrir l’aixeta, el líquid es posa en moviment i llavors la pressió del líquid, indicada per la columna d’aigua en els tubs, baixa. Per tant, amb el moviment o velocitat del líquid la columna baixa i baixaria més com més gran fos la velocitat. L’alçada del líquid en els tubs indica la pressió estàtica del líquid i la diferència de l’alçada entre el líquid dels tubs i el dipòsit indica la pressió dinàmica del líquid. Això suposant que es tracta d’un líquid ideal, és a dir, que no hi ha pèrdues degudes a frecs, viscositat, etc. A les figures anteriors s’ha suposat que el col·lector dels tubs que porta l’aixeta, té forma horitzontal. Si el col·lector és inclinat fig. 4, llavors també hi intervé l’alçada dels diferents punts del col·lector respecte a un pla de referència que pot ser el nivell del mar.

Figura 4

Amb aquesta nova consideració es té que la suma de les diferents alçades degudes a la posició (Z), a la pressió estàtica (P) i a la pressió dinàmica (Pd) és constant. Això és precisament el que diu el teorema de Bernoulli.

En un tub per el qual circula un fluid en règim estacionari, l’alçada de pressió (P), l’alçada cinètica (Pd) i l’alçada de posició (Z) roman constant. Expressat matemàticament s’obté:

I si expressem el mateix en forma de pressions en lloc d’alçades es té que:

En aquestes fórmules:

P és la pressió

ρ la densitat del líquid

g l’acceleració de la gravetat (9,81 m/s2) v la velocitat del líquid h l’alçada del centre de gravetat de la secció fins el pla de referència

Segons Bernoulli si hi ha més velocitat es té més energia dinàmica i a menys velocitat menys energia dinàmica, però més energia estàtica (fig.5).

Page 107: Temari Bombers Voluntaris

Hidrostàtica

13

Figura 5

2.4. EFECTE VENTURI Aplicant el que s’ha dit anteriorment, si es disminueix la secció augmenta la velocitat i per tant, segons Bernoulli augmenta la pressió dinàmica i disminueix la pressió estàtica. Aquesta disminució de la pressió en un estrenyiment és el que s’anomena efecte venturi (fig. 6).

Figura 6 Aquest efecte s’utilitza a les ales dels avions, en els polvoritzadors, en els carburadors per automòbils, en els premescladors d’escuma, en bombes per fer l’encebament, en els hidroejectors, etc.

Page 108: Temari Bombers Voluntaris

Hidrostàtica

14

Exemples de mecanismes que treballen per efecte venturi: Els mecanismes que treballen per efecte venturi, en realitat, tenen dissenys diferents (fig. 7).

Figura 7

El mecanisme té una entrada adequada a la secció, segons el tipus de mànega previst per al seu ús. En la seva prolongació es redueix la secció en forma de tronc-con per augmentar la velocitat, confrontant a un altre mecanisme amb forma de trompeta amb una secció superior a l'anterior i a una distància crítica, per aprofitar i conduir els fluids que entren en el sistema a pressions per sota de l'atmosfèrica.

2.5. PÈRDUES DE CÀRREGA Se suposava, en parlar del teorema de Bernoulli, que el líquid era ideal, però, en realitat, els líquids no són ideals, tenen viscositat, hi ha frecs quan es mouen, etc. Tot això modifica una mica les qüestions anteriors provocant unes pèrdues que s’anomenen pèrdues de càrrega o pèrdues de pressió, que són proporcionals a la longitud de la canonada i al quadrat de la relació del cabal. L’esquema del dipòsit amb els tubs que s’ha vist anteriorment es transforma de la manera següent (fig. 8), en la qual s’observen les pèrdues de pressió degudes a viscositats, frecs, etc.

Page 109: Temari Bombers Voluntaris

Hidrostàtica

15

Aquestes pèrdues de càrrega depenen de:

La viscositat del fluid.

Tipus de canonada (rugositat, estrangulament, etc.)

La quantitat i qualitat de colzes, vàlvules, ràcords i altres elements que pertorbin la circulació del fluid.

Diàmetre de la canonada.

La llargada de la canonada a la qual són directament proporcionals. i segueixen les lleis següents:

Són directament proporcionals al quadrat de la relació de cabal.

Decreixen quan augmenta la secció de la canonada.

Són independents de la pressió.

Són directament proporcionals a la longitud de la canonada. Les pèrdues de càrrega són independents de la pressió en canonades rígides. Però en el cas de les mànegues flexibles, degut a l’elasticitat, augmenta el diàmetre amb la pressió. Com es pot veure a la gràfica de pèrdues de càrrega, en les mànegues de Ø 45,70 i 102, apareixen dues corbes diferents, la pressió nominal i la pressió a 16 bar. D'aquestes dues referències, s'agafa la pressió nominal, ja que la pressió més utilitzada és entre 5 i 10 bar. En les mànegues de Ø 25 les pressions de treball arriben fins a 40 bar. Això obliga a elaborar la gràfica partint de les mitjanes d'una variació de paràmetres: Cabal, longitud de mànegues, pressió inicial a la instal·lació, pressió en llança i longitud a la instal·lació. Els valors de les gràfiques de pèrdua de càrrega estan calculats per a trams de mànegues de 20 m. En les de Ø 45, 70 i 102 no es contempla el ràcord i les de Ø 25 inclouen el ràcord Barcelona UNE.

2.6. COP D’ARIET El cop d’ariet és un fenomen de sobrepressió que es produeix en les instal·lacions hidràuliques a causa de les reduccions brusques de cabal. Aquesta reducció es produeix quan es tanca una vàlvula bruscament, una llança, etc. Això produeix unes fortes pressions que poden deteriorar els materials. Una obertura ràpida d'una vàlvula per alimentar una instal·lació que estigui buida, pot ser la causa d'un cop d'ariet, si a la seva prolongació es troba una reducció de secció considerable, que redueix bruscament el cabal com per exemple, una instal·lació de mànegues amb la llança muntada. L'augment de pressió depèn principalment, del cabal i rigidesa de la canonada. Aquest és el motiu de posar les vàlvules direccionals de tancament progressiu a les bombes i hidrant. En les bifurcacions de 70 a dos de 45 mm de Ø, es poden posar vàlvules de tancament ràpid ja que són utilitzades per personal expert i van connectades a mànegues flexibles que van esmorteint el cop.

Page 110: Temari Bombers Voluntaris

1

9. MECÀNICA DE VEHICLES

Page 111: Temari Bombers Voluntaris
Page 112: Temari Bombers Voluntaris

3

3

1.1. INTRODUCCIÓ En aquest tema ens introduirem en tot un món que avui en dia està evolucionant molt ràpidament. Certament, fins fa uns anys, el sector dels vehicles tot terreny es podia considerar gairebé diferenciat dels altres vehicles de motor; fins i tot hi havia fabricants específics de vehicles tot terreny. Avui en dia, però, les vendes de vehicles tot terreny han augmentat espectacularment. A més, gairebé totes les grans marques comercials de vehicles disposen de turismes amb tracció a les quatre rodes. Està sorgint tot un sector de models que els mateixos fabricants anomenen vehicles d’oci, i que identifiquem com a tot terreny. Incorporen tota una sèrie de components mecànics i electrònics, que moltes vegades resolen els problemes de la conducció fora de l’asfalt, sense que la persona que condueix s’adoni. Per dir-ho d’alguna manera, s’han “domesticat” aquests vehicles i s’han posat a disposició del gran públic, tot i que moltes vegades, la persona que condueix no té els coneixements tècnics necessaris per a la conducció d’aquest tipus de vehicles, amb la qual cosa, no en treu tot el rendiment que es podria. En definitiva, actualment la línia que abans separava els “cotxes” dels vehicles tot terreny cada vegada és més difusa. Per posar un exemple, actualment podem trobar un vehicle amb aspecte de tot terreny que no disposa de marxes curtes (que popularment anomenem reductores) o vehicles que tenen la tracció normal a l’eix davanter i que automàticament engranen la tracció a les quatre rodes quan n’hi ha una del davant que patina. Aquests vehicles, tot i tenir tracció a les quatre rodes, difereixen força dels que nosaltres, com a bombers, utilitzem a la nostra feina i que podríem definir com vehicles adaptats per conduir per tot tipus de terreny. L’objectiu d’aquest curs és que al final tingueu els coneixements mínims necessaris per conduir-los amb garanties i saber les possibilitats que ens ofereixen. Abans de continuar, cal fer esment d’un concepte que hem d’assimilar i tenir-lo molt present: «la conducció segura». Tothom té el seu límit i mai ha de sobrepassar-lo, per molt urgent que sigui el servei que s’hagi de fer.

1.2. MOTORS DIESEL I MOTORS BENZINA*

*Aquest apartat ha estat elaborat per Grupo Tragsa i CEIS Guadalajara sota llicència Creative Commons CC BY-NC-SA 4.0 S'anomena motor a aquella màquina que transforma qualsevol tipus d'energia en energia mecànica. En automoció aquesta transformació produeix el moviment. Hi ha multitud de tipus de motors. Els que més es fan servir en automoció són els motors tèrmics de combustió interna, que són aquells que transformen en el seu interior l'energia química d'un carburant en energia mecànica. Els motors tèrmics es divideixen en:

Motors d'explosió, que empren com a carburant benzina.

Motors de combustió (dièsel), que empren com a carburant el gasoil.

Page 113: Temari Bombers Voluntaris

Cadena cinemàtica

4

MOTORS D’EXPLOSIÓ Motors alternatius de quatre temps Entenem per temps el desplaçament que efectua el pistó entre el punt mort superior (PMS) i el punt mort inferior (PMI), o viceversa. El punt mort és l'extrem de la carrera d'un pistó. Un motor d'explosió de quatre temps és aquell que realitza quatre carreres per transformar l'energia química acumulada en la gasolina en energia mecànica o treball. En un motor de quatre temps l'encesa es produeix mitjançant una espurna, que provoca la inflamació de la mescla i el desplaçament del pistó en quatre temps. Un cicle és el conjunt d'aquests quatre temps o fases, que es denominen:

Admissió

Compressió

Explosió

Escape El cicle teòric de funcionament d'un motor de quatre temps i quatre cilindres està compost per aquestes quatre fases.

Cicle de treball d'un motor de gasolina

Primer temps. Admissió: en el temps d'admissió la vàlvula d'admissió està oberta. El pistó inicia el seu moviment en el PMS i descendeix al PMI, moment en el qual la vàlvula d'admissió es tanca. Els gasos que provenen del conducte d'admissió entren a l'interior del cilindre gràcies a la succió creada pel pistó, el que iguala la pressió interior a la pressió atmosfèrica. Després de recórrer el pistó una cursa el cigonyal ha girat mitja volta. Segon temps. Compressió: en el temps de compressió la vàlvula d'admissió i la vàlvula d'escapament romanen tancades. El pistó inicia el seu moviment en el PMI i puja al PMS, el que comprimeix la barreja sense perdre calor. Els gasos queden comprimits a la cambra de compressió. El pistó ha recorregut una carrera i el cigonyal ha girat mitja volta.

Page 114: Temari Bombers Voluntaris

5

5

El rendiment del motor és directament proporcional a la relació de compressió (Rc), la relació entre el volum del cilindre i el de la cambra de combustió. Tercer temps. Explosió: en el temps d'explosió les dues vàlvules estan tancades i la barreja comprimida està a la cambra de compressió. Mentre el pistó roman en el PMS salta l'espurna en la bugia que inflama la mescla i produeix un augment de pressió i temperatura. Els gasos comprimits tendeixen a escapar pel camí més feble, desplaçant el pistó una cursa en un moviment descendent del PMS al PMI. El cigonyal gira una altra mitja volta. Al temps d'explosió se li denomina també temps motor, perquè és l'únic temps que produeix treball. Quart temps. Escape: en aquest temps s'obre la vàlvula d'escapament mentre el pistó es troba al PMI. En ascendir al PMS el pistó desallotja els gasos residuals, producte de l'explosió, que es trobaven a l'interior del cilindre a través de la vàlvula d'escapament. El cigonyal gira una altra mitja volta.

En resum, el cicle teòric d'un motor d'explosió de quatre temps consisteix en la transformació de l'energia química del combustible en energia mecànica o de treball que es realitza durant els quatre temps del cicle: dues voltes del cigonyal i quatre carreres del pistó. Motor de dos temps Els motors de dos temps realitzen un cicle teòric complet (admissió, compressió, explosió i escapament) en només dues carreres de pistó i una volta de cigonyal. A diferència dels motors de quatre temps, que giren segons l'ordre de l'arbre de lleves, els motors de dos temps són reversibles: giren tant a esquerres com a dretes. Habitualment aquests motors no disposen de vàlvules. El cilindre té tres conductes o llumeneres:

D'escapament

De càrrega

D'admissió La llumenera d'escapament i la llumenera de càrrega es localitzen, enfrontades, a prop del PMI. Durant el moviment del pistó entre el PMS i el PMI aquestes llumeneres són descobertes i cobertes per aquest pistó. La llumenera d'escapament està col·locada en una posició més elevada que la llumenera de càrrega, de manera que el pistó descobrirà primer la lumbrera d'escapament. La lumbrera d'admissió està situada per sota del PMI. Aquesta finestra també és coberta i descoberta per el pistó, però per la seva situació mai queda per sobre del cap del pistó. MOTORS DIÈSEL Els motors dièsel, igual que els motors d'explosió, són motors tèrmics de combustió interna. Deuen el seu nom al seu inventor, l'alemany Rudolf Diesel. L'aire circula a través del filtre i omple els cilindres. A continuació l'aire en els cilindres es comprimeix fins que aconsegueix temperatures properes als 600 ºC. Al final de la compressió s'injecta el carburant, que en entrar en contacte amb l'aire, que es troba a una temperatura superior al punt d'inflamació d'aquest carburant, s'inflama. La combustió dura el temps que es tarda a injectar el carburant. Perquè es pugui arribar a la temperatura de combustió la relació de compressió d'aquests motors és superior a la dels motors d'explosió. Com només es comprimeix l'aire no hi ha risc de detonació.

Page 115: Temari Bombers Voluntaris

Cadena cinemàtica

6

Aquests motors no porten ni carburador (substituït per un sistema d'injecció) ni sistema d'encesa (el carburant combustiona per autoinflamació). Cicle teòric de funcionament El cicle teòric de funcionament en un motor dièsel de quatre temps és similar al cicle del motor d'explosió. L'energia tèrmica del carburant es transforma en energia mecànica en quatre temps.

Cicle de funcionament motor dièsel

Admissió • El pistó descendeix del PMS i PMI • La vàlvula d'admissió s'obre al PMS • El cilindre s'omple d'aire • En el PMI es tanca la vàlvula d'admissió • El cigonyal ha donat mitja volta (180º) • El pistó ha realitzat una carrera Compressió • El pistó puja cap al PMS • Les dues vàlvules (admissió i escapament) romanen tancades • Augmenta la pressió de temperatura (600ºC) i el carburant s'autoinflama • El temps acaba quan el pistó arriba al PMS • El cigonyal ha donat mitja volta (180º) • El pistó ha realitzat una carrera Explosió • S'injecta el carburant finament polvoritzat mentre el pistó està en el PMS. El carburant, al contacte amb l'aire calent, crema espontàniament i es crema durant la injecció, de manera que la combustió dura més que en un motor d'explosió. • Les dues vàlvules romanen tancades • La força d'expansió dels gasos empeny el pistó amb violència cap al PMI. El temps d'expansió

Page 116: Temari Bombers Voluntaris

7

7

també es denomina temps motor perquè en ell es realitza el treball • El cigonyal ha donat mitja volta (180º) • El pistó ha realitzat una carrera Escape • El pistó puja des del PMI al PMS • La vàlvula d'escapament s'obre • El pistó, en el seu recorregut ascendent, buida el cilindre de gasos cremats • En arribar al PMS, la vàlvula d'escapament es tanca • El cigonyal ha donat mitja volta (180º) • El pistó ha realitzat una carrera

1.3. PRINCIPALS PARTS D’UN MOTOR

EL DIFERENCIAL

En tota aquesta cadena, hi ha un element que, tot i ser mecànicament necessari, ens portarà alguns problemes en la conducció tot terreny. Estem parlant del diferencial. Certament, perquè un vehicle sigui fàcil i còmode de conduir, més segur i mecànicament més fiable, ha d’incorporar el diferencial, col·locat entre les rodes motrius. Per aquest motiu, fem un repàs del funcionament del diferencial. Segurament ja sabeu que quan un vehicle gira, cada una de les rodes recorre una distància diferent, cosa que implica, necessàriament, que cada una gira a una velocitat diferent respecte de les altres. Això no presenta cap problema sobre una superfície lliscant, perquè les rodes més ràpides patinen o derrapen sobre el terreny per compensar la diferència de velocitat. De fet, això és el que fan els quads, ja que tenen l’eix del darrere rígid, fet pel qual, la cadena fa girar una corona dentada solidària a l’eix que va de roda a roda. Els problemes comencen quan el terreny és adherent, perquè la diferència de velocitat entre les rodes acaba trencant la transmissió. Per tant, hem d’intercalar un mecanisme entre les rodes motrius d’un mateix eix, que ens permeti diferenciar la seva velocitat. Aquest mecanisme és el diferencial. En altres paraules...

El diferencial és un mecanisme que permet transmetre la rotació del motor a través d’una entrada (arbre de transmissió o cardan) a dues sortides on hi ha les rodes motrius (a través dels semiarbres de roda o paliers). Això fa que les rodes motrius puguin girar a velocitats diferents quan calgui.

Per tant, un diferencial típic està format per un grup cònic, que fa la primera funció; una caixa de satèl·lits i planetaris, que fa la segona funció, i tot forma un conjunt capaç de fer les dues tasques simultàniament, si cal. En un vehicle convencional (4X2) hi ha un diferencial entre la roda motriu dreta i la roda motriu esquerra. Per tant, en un vehicle amb tracció a les quatre rodes hi ha dos diferencials, un entre les rodes de l’eix del darrere i l’altre entre les rodes del davant. Tot i així, però, encara no tenim solucionats tots els problemes, ja que les rodes davanteres i les posteriors o, dient-ho d’una altra manera, les rodes de l’eix davanter i de l’eix posterior, també giren a velocitats diferents. Abans de buscar solucions, però, hem de saber quins tipus de vehicles tot terreny hi ha.

Page 117: Temari Bombers Voluntaris

Cadena cinemàtica

8

TIPUS DE 4X4

Deixant de banda els prototipus, que gairebé sempre estan destinats a les competicions, o vehicles molt específics, hi ha dos tipus de 4X4.

2.4.1. 4X4 Opcional

Els 4x4 opcionals són vehicles en què, fins que no és necessària la tracció a les quatre rodes, l’eix del davant està desconnectat i no té tracció; per tant, les rodes giren arrossegades pel moviment del vehicle. Quan calgui, podem connectar la transmissió al davant; en aquest cas, els dos eixos tindran tracció i giraran a la mateixa velocitat, encara que els radis de recorregut siguin diferents. Així es compensen les diferències de velocitat de les rodes, patinant una mica. Si el terreny és molt adherent, la transmissió té dificultats per compensar la diferència de recorregut de les rodes davanteres respecte de les posteriors, i la mecànica “patirà” fins que hi hagi una roda que pugui derrapar. Per aquest motiu, en aquest tipus de vehicles, és desaconsellable utilitzar el 4X4 sobre asfalt o superfícies adherents.

Pegaso 3041 i 3046 ND Normal desenclavada. Marxes llargues amb tracció a un sol eix NE Normal enclavada. Marxes llargues amb tracció total PM Punt mort. Caixa de transferència en posició de punt mort RE Reductora enclavada. Marxes curtes, condiciona a tracció total Nissan Patrol 2H Marxes llargues amb tracció a un sol eix 4H Marxes llargues amb tracció total N Caixa de transferència en posició de punt mort 4L Marxes curtes, condiciona a tracció total Hem de tenir en compte que quan connectem la tracció a les quatre rodes, el radi de gir augmenta, és a dir, el vehicle gira menys (pel mateix motiu d’abans, la dificultat que té el sistema de compensar la diferència de recorregut de les rodes). Cal, doncs, valorar la possibilitat de desconnectar el 4X4 si hem de fer maniobres en poc espai, ja que la major capacitat de gir és més important.

Page 118: Temari Bombers Voluntaris

9

9

LA CAIXA DE TRANSMISSIÓ

Tots aquests components mecànics (que un vehicle de tracció de dues rodes no té) necessiten un lloc on col·locar-se per poder fer les funcions pròpies dels vehicles tot terreny. Aquest lloc és la caixa de transmissió, que normalment està situada molt a prop de la caixa de canvis i, segons el disseny, pot estar dins de la mateixa caixa de canvis, pot estar al costat o pot ser completament independent. Les funcions de la caixa transmissió són:

- Transferir des de la caixa la força motriu als arbres de transmissió davanter i posterior.

- Si el vehicle és un 4X4 permanent, hi ha el diferencial central. - Si el vehicle és un 4X4 opcional, es connecta /desconnecta

l’arbre de transmissió del davant. - Allotjar-hi les reductores. - En alguns casos, tenir una sortida per a una presa de força.

LA REDUCTORA

La reductora és un petit canvi de velocitats que consta únicament de dues relacions de canvi: la relació llarga, que són les marxes normals, i la relació curta, que és la reductora a més d’un punt mort. Podem triar entre una o altra, depenent de les necessitats que tinguem per afrontar dificultats del terreny. Les llargues s’utilitzen normalment sobre asfalt i terrenys adherents sense dificultats, i les curtes s’utilitzen en la conducció tot terreny, en llocs amb poca adherència i difícils, on necessitem tota la potència i tracció que ens pugui donar el vehicle, amb una velocitat reduïda. La reductora no està sincronitzada i EL PAS D’UNA RELACIÓ A UNA ALTRA S’HA DE FER SEMPRE AMB EL VEHICLE PARAT I DESEMBRAGAT (embragatge trepitjat). És aconsellable reduir a la gamma curta (o reductora) abans de les dificultats.

EL DIFERENCIAL EN LA CONDUCCIÓ TOT TERRENY

La necessitat de l’existència del diferencial comporta un problema en la conducció tot terreny. Com a conseqüència de permetre que les rodes puguin girar a velocitats diferents i en el cas que una roda quedi aixecada sense adherència, aquesta girarà o patinarà sense poder arrossegar el vehicle, que quedarà sense tracció, tot i que les altres rodes estiguin en terreny ferm. Segur que algun cop us ha passat. En aquesta situació diem que “llisca el diferencial”. El mateix efecte es produirà en el diferencial central d’un 4X4 permanent, si una sola roda patina (recordem que en aquest tipus de vehicles totes les rodes són motrius). Per aquest motiu, aquest tipus de vehicles sempre porten un bloqueig del diferencial central. Una altra qüestió és si aquest bloqueig el podem manipular o no, o, dit d’una altra manera, si aquest bloqueig és automàtic o manual. Normalment en els vehicles pesants és manual.

BLOQUEJADORS DE DIFERENCIAL

En cas de trobar-nos en una situació com la que hem descrit abans, amb el vehicle sense tracció, perquè hi ha una roda que ens patina sobre el terreny, quina solució podem tenir? Podem resoldre-ho amb un mecanisme que eviti el lliscament del diferencial, és el bloquejador

Page 119: Temari Bombers Voluntaris

Cadena cinemàtica

10

de diferencial. Aquest mecanisme serveix per anular (o limitar en alguns tipus de bloquejadors) l’efecte dels diferencials i evitar que les rodes puguin girar a velocitats independents. Si una roda gira, la contrària (la que hi ha a l’altre costat del seu eix) també girarà igual. És habitual que els vehicles 4X4 disposin de bloquejadors, i això pot semblar la solució definitiva, però segur que tard o d’hora ens trobarem en situacions en què, tot i tenir bloquejadors, no podrem continuar avançant. El bloquejador ha d’existir, obligatòriament, per al diferencial central i també pot haver-n’hi per al diferencial posterior i per al davanter (aquest últim és menys habitual). Com hem dit abans, aquests mecanismes poden ser automàtics o manuals. En el primer cas es diuen diferencials autoblocadors i tenen funcionaments diversos, però, com que no hi ha la possibilitat de manipular-los, no tindrem cap dubte a l'hora d’utilitzar-los, ja que actuaran quan el sistema detecti el lliscament del/s diferencial/s. El problema el tindrem quan siguin manuals, quan es bloqueja el diferencial central, s'anul·la també la distribució de forces a cada eix i queda el 50% en cada eix anterior i posterior. En l’apartat següent intentarem resoldre aquests problemes.

Page 120: Temari Bombers Voluntaris

11

11

LA SUSPENSIÓ

La missió de la suspensió és preservar la mecànica i els passatgers dels cops que es transmeten des del terreny, absorbint les irregularitats, i mantenir el millor contacte possible de les rodes amb el terreny. Per tenir la màxima adherència, que ens permeti una millor tracció i frenada i poder dirigir el vehicle correctament, el primer que hem de garantir, lògicament, és que les rodes estiguin en contacte amb el terra tot el temps possible. Això és vàlid tant en carretera com fora de l’asfalt. La suspensió està formada bàsicament per:

- la molla, encarregada d’absorbir les irregularitats del terreny i suportar el pes i - l’amortidor, que serveix per limitar els rebots de la molla.

Les molles poden ser, bàsicament, de dos tipus:

- Molles de làmina o ballestes. Consten d’una sèrie de làmines corbades, sobreposades i de mida decreixent, que actuen per aplanament. És el sistema emprat en vehicles pesants i molts de lleugers.

- Molla helicoïdal i barra de torsió. Funcionen aprofitant l’elasticitat de la torsió d’una barra de metall recta, en el cas de la barra de torsió, i enroscada, formant espiral, en el cas de la molla helicoïdal.

Cada sistema té avantatges i inconvenients:

- Les ballestes poden, per elles mateixes, sostenir els ponts de transmissió, n’eviten la rotació en frenar i accelerar i, com que estan fixades pels dos extrems, reparteixen millor els esforços sobre el xassís. L’inconvenient és que és un sistema molt pesat, més sorollós, i de reaccions més lentes i brusques.

- Les molles helicoïdals són més lleugeres, reaccionen amb més suavitat i “adaptabilitat” i, per tant, donen més confort a les persones ocupants. L’inconvenient és que no poden sostenir els ponts, ha d’haver-hi tot un conjunt de braços i tirants per sostenir-los i es complica el sistema.

En relació amb aquests sistemes, tenim les suspensions de ponts rígids o la de rodes independents. Tant un sistema com l’altre té avantatges i inconvenients, però, per simplificar-ho, podem dir que la suspensió de ponts rígids està millor adaptada per superar obstacles i per al que en diem conducció tot terreny.

1.4. CADENA CINEMÀTICA Amb el nom de cadena cinemàtica coneixem tot el conjunt de mecanismes que ens serveixen per transportar el moviment rotatiu del motor a la transmissió, i poder aprofitar la potència per convertir-la en tracció a les rodes. Si prenem per model un vehicle amb motor davanter i tracció a les rodes posteriors, la cadena cinemàtica, normalment, està disposada de la manera següent: motor, embragatge, canvi de marxes (amb les seves relacions de canvi), eix de transmissió (que coneixem per cardan), diferencial, semieixos de transmissió (coneguts per paliers) i, finalment, rodes. Si el vehicle és amb el motor al davant i la tracció a les rodes del davant, la seqüència és la mateixa, però eliminant l’eix de transmissió, i llavors el diferencial està ubicat a la mateixa caixa on hi ha el canvi de marxes.

Page 121: Temari Bombers Voluntaris

Cadena cinemàtica

12

La concepció de la cadena cinemàtica d’un vehicle amb quatre rodes motrius és diferent de la d’un vehicle convencional, i encara més si el vehicle està destinat a l’extinció d’incendis. La necessitat de tracció a l’eix davanter, així com la incorporació de la presa de força per accionar la bomba d’aigua d’extinció en compliquen l’estructura mecànica. La cadena cinemàtica d’un vehicle d’aquestes característiques seria la següent: cardan davantera, diferencial davanter, paliers, rodes davanteres motor, canvi de marxes, caixa de transferència cardan posterior, diferencial posterior,

paliers, rodes posteriors

.

Page 122: Temari Bombers Voluntaris

13

13

1.5. NORMES DE SEGURETAT

• Com pujar i baixar del vehicle • Posició del conductor en el vehicle • Forma d’agafar el volant • Engegar el motor • Neteja dels vidres • Inspecció ocular de l’entorn del vehicle abans de pujar • Sortides d’urgència • Utilització del fre al motor • Doble embragatge • Utilització de reductores a l’asfalt

Com pujar i baixar del vehicle Pugeu i baixeu utilitzant els sistemes i mecanismes dissenyats per a aquesta funció. (No salteu i procureu no agafar-vos del volant per pujar o baixar). Posició del conductor en el vehicle Ajustar-vos el seient de manera que amb l’espatlla enganxada a l’espatllera accediu amb les dues mans al punt més allunyat del volant. Com agafar el volant S’ha de tenir la precaució de tenir el volant agafat tot el temps possible amb les dues mans, deixeu anar una mà només per utilitzar la palanca de canvis, accionar mecanismes del tauler de control del vehicle, etc. La posició correcta de la posició de les mans és amb el dors de la mà cap a l’exterior. Si ho fem per la part interna, hi ha el perill de torsió de canells i cops amb els radis del volant. Engegar el motor Per engegar el motor s’ha de fer amb l’embragatge trepitjat, fins i tot si no té marxa enclavada, i sense fer acceleracions inútils. Si per falta de bateria,s’ha d’engegar empenyent o per gravetat en un pendent, comproveu que el contacte estigui connectat i accioneu el motoret d’engegada abans de deixar anar el pedal d’embragatge, per poca càrrega de bateria de què disposeu. Neteja dels vidres És important la neteja dels vidres sempre, però sobretot en els dies de sol al matí i a la tarda perquè augmenta el risc d’enlluernament a causa de l’angle d’incidència del sol. Inspecció ocular de l’entorn del vehicle abans de pujar Feu una volta abans de pujar, per comprovar que no existeixen obstacles, portes obertes, etc. Sortida d’urgència En la sortida d’urgència s’ha de procurar interrompre el mínim possible la resta dels usuaris de la via pública. Per això s’ha de conèixer el tipus de servei i la seva urgència per poder fer la valoració del que s’ha d’arriscar o interrompre el trànsit.

Page 123: Temari Bombers Voluntaris

Cadena cinemàtica

14

Exemple: no és el mateix una sortida per fer la neteja de la calçada que una sortida per foc en una vivenda. Les maniobres o canvis de carrers s’han de senyalitzar amb més antelació que en situacions normals. Utilització del fre motor El fre motor s’ha dissenyat per reservar el fre de peu i evitar l'escalfament de tambors, sabates de fre, etc. Per aquest motiu, el fre motor s’ha d’utilitzar sempre en baixades pronunciades en conducció tot terreny i en carretera per augmentar la retenció del vehicle. Doble embragatge L’objectiu del doble embragatge és aconseguir la igualtat de velocitat perifèrica entre dos pinyons que es vol engranar, en cas de mancar de cons de sincronització. Per fer correctament el doble embragatge en els canvis de marxa és necessari tenir en compte els següents passos:

• S'ha de trepitjar l’embragatge per treure la marxa enclavada i passar a punt mort. • Quan la palanca de canvis estigui en punt mort, cal accelerar el motor amb el pedal

d’embragatge deixat anar i calcular aproximadament la velocitat del vehicle i les revolucions del motor, de manera que la velocitat d’avenç del vehicle i les revolucions del motor coincideixin amb la marxa que es desitgi enclavar.

Utilització de reductores en asfalt En asfalt o terrenys amb molta adherència, s’ha d’evitar utilitzar la reductora en els vehicles de tracció total opcional, ja que quan posem les marxes curtes s’enclava la doble tracció i aquests sistemes no solen tenir compensació de voltes per a la diferència de radi entre eixos. En els vehicles de tracció total permanent, es poden utilitzar les curtes, però s’ha d’evitar posar els bloqueigs en aquestes situacions.

Page 124: Temari Bombers Voluntaris

183

TEMA 10. ATENCIÓ SANITARIA

Page 125: Temari Bombers Voluntaris

184

1.1. INTRODUCCIÓ. MEDICINA D'URGÈNCIES I D'EMERGÈNCIES La funció primordial en tota assistència a un accidentat és reconèixer i tractar les lesions que pateix i poden posar en perill la seva vida i valorar posteriorment d'una manera més acurada altres possibles alteracions per veure quina serà l'atenció que se li ha de prestar fins l'ingrés al servei d'urgències d'un hospital. Fer incorrectament aquesta valoració pot comportar al pacient danys orgànics irreversibles i fins i tot la mort. En el desenvolupament d'aquest tema es farà referència explícita als ferits traumàtics, ja que aquest tipus de patologia és la que més habitualment provoca la intervenció dels Bombers. Els procediments i conclusions poden extrapolar-se a tot tipus de malalt que necessiti una assistència sanitària ràpida eficaç i coordinada. La mortalitat per traumatisme presenta una distribució clarament diferenciada en el temps i amb tres pics de freqüència molt evidents: Un primer pic de mortalitat entre els pocs segons després de l'accident i els primers 2-4

minuts. Les causes són grans lesions de: teixit cerebral, tronc cerebral, part superior de la medul·la espinal, el cor, l'artèria aorta o altres grans vasos. La mortalitat dels pacients amb aquests tipus de lesió difícilment disminuiria encara que es disposés d'equips d'una manera pràcticament instantània en el lloc del sinistre.

Un segon pic de mortalitat des de minuts posteriors a l'accident fins les 4-6 h. Aquí les

causes de mortalitat són: hematomes subdurals o epidurals, hemo-pneumotòrax, trencament de la melsa o del fetge, fractures de pelvis o lesions múltiples que provoquen exanguinacions ràpides. L'actuació ràpida d'equips d'Emergència millora espectacularment la supervivència i la posterior qualitat de vida del lesionat.

El tercer pic de mortalitat es dóna des de les 24-48 h posteriors a l'accident i fins les 5-6

setmanes. Es deu al fracàs de diferents òrgans, juntament a infeccions, mentre el pacient es troba a la UCI.

1.1.1. Hora daurada

Com hem vist per aquesta distribució de la mortalitat en accidents, hi ha un segon pic en què l'actuació ràpida dels equips de salvament i emergències millora la morbi-mortalitat del lesionat. En els estudis científics s'ha vist que aquest tipus de ferits greus veuen disminuir dràsticament la seva supervivència depenent del temps que es triga en prestar-los la 1a assistència. Així pacients amb traumatismes cranio-encefàlics (TCE) greus (escala de coma de Glasgow menor de 9) presenten supervivències del 80% quan són atesos "in situ" abans dels 15 min posteriors a l'accident (i traslladats en helicòpter a hospitals de 3r nivell). Aquesta xifra decau progressivament quan l'assistència es demora: si el retard és de 30 min la mortalitat ja és del 50%. En casos extrems, de manca d'assistència en 1 hora, només sobreviuen un 10%. En aquest període les lesions d'òrgans interns o les fractures greus poden, per les hemorràgies contínues, portar al xoc hipovolèmic que és la causa primera de la mort dels ferits.

Page 126: Temari Bombers Voluntaris

185

L'atenció i reanimació en el lloc de l'accident, la classificació acurada dels afectats, la comunicació amb un centre coordinador i el transport fins als centres sanitaris més adients, marquen la diferència en la morbi-mortalitat dels pacients greus i donen la mesura de la qualitat de l'assistència que prestem al ciutadà.

1.1.2. Urgència i emergència mèdiques Arribats a aquest punt hem de fer esment de la diferencia entre el que entenem per una Urgència i una Emergència Mèdiques. En un primer moment pot donar la sensació que els dos termes són similars i que per tant vénen a dir el mateix, però amb una visió més acurada podem veure que sí existeixen diferències. Segons un document de 1990 del Consell d'Europa una Urgència Mèdica és tota aquella situació que porta a la persona a sol·licitar assistència mèdica immediata, mentre que l'Emergència Mèdica és aquell tipus d'urgència en què existeix una situació real de perill immediat per la vida del pacient o la funció dels seus òrgans. Per tant ens trobem davant una 1a definició, la d'Urgència Mèdica, en que la persona malalta creu que li passa quelcom que fa necessària una atenció sanitària immediata i per tant no pot esperar rebre-la seguint els mecanismes normals que li ofereix l'Atenció Primària. Això fa que Urgència Mèdica sigui un terme desvirtuat progressivament per raons alienes a la lògica assistencial. La Urgència s'ha convertit en una atenció fora de l'horari convencional, és a dir el terme Urgència Mèdica defineix només la necessitat que creu tenir o vol tenir el pacient d'assistència immediata i no un terme que indiqui el que seria una autèntica Urgència, si ens baséssim exclusivament en criteris mèdics. Amb aquests criteris la definiríem (hi ha d’altres) com aquella situació que si no és atesa en un període aproximat de 24-48 hores pot portar alguna complicació a la persona malalta. Fixeu-vos que només es fa esment de possibles complicacions en un procés patològic i que en absolut hi ha cap referència a situacions de risc vital immediat. Les característiques definitòries de l'Emergència Mèdica l'allunyen encara més del terme Urgència. Les característiques definitòries de l'Emergència Mèdica són: Brusquedat i gravetat de les situacions a atendre. Necessitat de realitzar l'atenció en el menor temps possible. Necessitat de fer aquesta atenció en l'àmbit allà on s'ha produït la demanda. Existència d'un pronòstic de quantitat i qualitat de vida que és condicionat per la resposta

donada. Requeriments de recursos específics per a l'atenció en qualsevol medi, per hostil que pugui

ser. Necessària disponibilitat de recursos qualificats, materials i humans, tots els dies de l'any i

les 24 h del dia. Imprescindible integració de tots els recursos que intervenen. Com podem veure per tots aquests criteris, l'organització que estaria en millors condicions de portar a terme d'una manera integral l'atenció en cas d'una emergència seria un cos de bombers, ja que els seus mitjans són els que més s'apropen als requeriments que calen per fer una atenció integral.

Page 127: Temari Bombers Voluntaris

186

1.2. PAS En tota actuació que impliqui un risc s'ha de seguir un procediment de seguretat i autoprotecció que es resumeix en l'acrònim PAS (Protegir, Alertar, Socórrer) i que per tant també és de rigor aplicar en cas d'atenció a persones ferides o malaltes.

1.2.1. Recepció de l'alarma. Destinació de recursos El temps d'avís i per tant també el temps de resposta i d'arribada dels equips d'intervenció a un sinistre condiciona la morbi-mortalitat de les persones afectades. És per això summament important que existeixi un número únic d'avís de fàcil accés a la població que permeti que la resposta que es doni a la sol·licitud d'ajut sigui integral (amb un únic avís s'activen tots els estaments implicats en la resolució de l'emergència), simultània (tots aquells que intervenen són activats alhora) i coordinada (tots tenen informació de tots). La Unió Europea ha legislat al respecte, creant en tot el seu territori el número telefònic d’Emergències 112. En qualsevol país europeu trucant al 112 s’atén la demanda del ciutadà tant en problemes de Seguretat Pública, Assistència Sanitària o altres tipus d’Emergència (Bombers) Qui fa la recepció de l'alarma ha de requerir de qui truca un seguit de dades fonamentals: Dades de la persona que truca: nom, telèfon de contacte. Localització del sinistre: adreça exacta, punt quilomètric, sentit de la circulació, accés més

proper. Tipus de sinistre: accident de trànsit, incendi, explosió, esfondrament, accident de

muntanya, accident laboral. Persones afectades: nombre de ferits, gravetat o no, atrapats o no. Primeres mesures que s'han adoptat. Al mateix temps qui rep la informació ha de ser capaç de donar consells per telèfon a qui és en el lloc fins que arribin els equips d'intervenció. Amb tota la informació recollida amb la trucada d'avís es podrà decidir quina serà la composició del tren de sortida, que com a mínim hauria de constar de: vehicle autobomba, furgó de salvaments i ambulància medicalitzada, quan parlem d'un accident de trànsit.

1.2.2. Protegir. Avaluació de l'escena Els bombers que actuen en un sinistre han de tenir com a premissa bàsica preservar la seva pròpia seguretat ("Els herois morts no salven vides"), la dels ferits i la de la resta del personal que també hi està actuant. Per això es fa necessari portar a terme les accions següents: Protecció personal del bomber amb: equip d'intervenció complet, guants d’exploració

mèdica (làtex, nitril,…) per sota dels guants d'intervenció, equip respiratori quan les circumstàncies d'agressivitat del medi així ho aconsellin.

Senyalització de la zona d'intervenció.

Page 128: Temari Bombers Voluntaris

187

Eliminació de l'agent causant del sinistre: retirar d'atmosferes tòxiques, apagar possibles incendis, tallar el subministrament elèctric...

Assegurar l'estabilitat en situacions precàries: cotxes propers a barrancs, a ponts...

1.2.3. Alertar No serveix de res començar una actuació sobre una víctima que requereixi una atenció continuada (Suport Vital, control d'un xocat...), si en el lloc no hi ha un equip que pugui seguir el tractament o no s'espera la seva arribada. Per tant és absolutament necessari donar informació al més aviat possible del desenvolupament del servei i sobretot quan es farà imprescindible que en el lloc arribin altres mitjans que els que ja hi són. Per tant s'ha de donar informació ràpidament al Parc o al Control Central de quina és la situació exacta i de si calen més mitjans.

1.2.4. Socórrer L'atenció a les víctimes es desenvolupa al llarg de tot el tema.

1.3. SIGNES I SÍMPTOMES En aquest tema parlarem de quins són els passos a seguir en la valoració del pacient en el lloc de l'accident. La valoració s'ha de fer en un ordre determinat, sistematitzant correctament tots els passos i seguint-los estrictament en tots els casos sense excepció. Abans de passar a descriure quins són aquests passos, és necessari explicar un seguit de conceptes que ens aclariran de què estem parlant en cada moment.

1.3.1. Símptoma El primer d'aquests conceptes a especificar és el de símptoma clínic. Un símptoma és tota aquella manifestació de malestar que refereix el malalt, però que no podem mesurar. És per tant un concepte subjectiu: el dolor, el mareig o les nàusees.

1.3.2. Signe

Pel contrari, un signe és tot allò que pot presentar un malalt i que és objectivable per qui l'explora. Els signes clínics que ens seran útils en l'avaluació del pacient són: Pols El pols és l'ona de pressió que es produeix amb la contracció cardíaca i que les artèries transmeten per la paret gràcies a la seva estructura muscular (i per tant gràcies a l'elasticitat) que tenen. El pols és el reflex fidedigne del ritme cardíac. Parlarem de taquicàrdia quan ens trobem amb freqüències cardíaques elevades (aproximadament per sobre de 100 x') i de bradicàrdia quan la freqüència cardíaca estigui disminuïda (aproximadament per sota de 50 x'). El pols s'evidencia per palpació en aquelles artèries més properes a la pell i la seva percepció millora en els punts en què, a més, l'artèria és també veïna a una estructura òssia. De tots els punts de palpació arterial a la pràctica se

Page 129: Temari Bombers Voluntaris

188

n'utilitzen dos: radial i carotidi; en menor mesura també es fa servir, per detectar el pols, el punt de palpació femoral.

El pols carotidi és el més precís, ja que a més d'estar més proper al cor la seva disposició anatòmica fa que, en el cas de la caròtida esquerra, es trobi en línia recta respecta de la sortida del cor per l’artèria aorta. Si el pacient presenta un quadre en què el batec cardíac és molt dèbil aquest no es detectarà a l’artèria radial, però sí a la caròtida. Per tant quan només siguem capaços de detectar el pols carotidi ja tindrem una informació molt útil respecte a la gravetat de la situació. El pols carotidi es troba per davant del múscul esterno-clido-mastoïdal a la part mitja del coll i s'ha de tenir cura de no intentar palpar mai el pols en les dues artèries caròtides alhora ja que això pot donar alteracions del ritme cardíac. Un pols dèbil i ràpid pot indicar un quadre de xoc, mentre que un pols també ràpid però fort voldrà dir molts cops que el ferit manifesta un grau d’angoixa o por a conseqüència del sinistre. El pols ha de ser regular. Una arítmia (la manca d'aquesta regularitat), indica un problema cardíac que normalment serà greu. Respiració La respiració normal es realitza fàcilment, sense dolor, sense soroll i sense esforç. Qualsevol canvi evident en aquestes característiques ens indicarà una patologia. La respiració superficial i ràpida s'associa freqüentment als estats de xoc, mentre que la profunda, sorollosa i amb dificultat podrà voler dir que ens trobem davant d'una obstrucció parcial de la via aèria o d'una malaltia pulmonar. L'augment de la freqüència respiratòria s'anomena taquipnea, mentre que parlarem de bradipnea quan el pacient presenti una disminució de la mateixa. Quan ens trobem davant d'un augment del treball respiratori (taquipnea amb augment de la profunditat de la inspiració, obertura de les aletes nasals i contracció de la musculatura accessòria) juntament amb sensació subjectiva d'ofec, parlem de dispnea. Junt amb les alteracions del ritme respiratori poden haver altres manifestacions com ara la producció d'esputs. Aquests aniran acompanyats de sang quan hi hagi una lesió de la via aèria. Els esputs poden ser escumosos quan ens trobem davant d'un pacient en fallida cardíaca.

Page 130: Temari Bombers Voluntaris

189

Tensió arterial La tensió arterial (TA) és la pressió que existeix a l'interior de les artèries. Està determinada per la força amb què el cor impulsa la sang a la sortida del ventricle esquerre. El sistema arterial és tancat i connectat a una bomba que impulsa un volum de sang que és sempre el mateix, pel seu interior. Variacions de la TA indicaran, per tant, o bé una fallida de la bomba o una alteració en la capacitat de les artèries o una alteració en el volum de sang circulant. Els canvis que presenta la TA, malgrat donen informació de primera mà de quin és l'estat del sistema cardiovascular, no són tan ràpids com poden ser-ho els del pols, ja que el cos té uns sistemes compensatoris per mantenir la TA dins uns límits per permetre que la sang arribi a tots els territoris. Temperatura La temperatura corporal normal és de 37º C. El manteniment d'aquesta es realitza per sistemes ubicats en el SNC i es fa mitjançant la pell i la respiració. Coloració de la pell La coloració de la pell és determinada fonamentalment per la presència de sang en els capil·lars subcutanis. La pell pot presentar una coloració vermella quan hi ha: TA elevada, hipertèrmies i certes intoxicacions com la produïda pel monòxid de carboni. Una pell pàl·lida indica una circulació insuficient en els capil·lars subcutanis i per tant ens dóna idea de si s'està produint una redistribució del volum circulant. Això pot passar en estats de xoc, en hipotèrmies i en situacions de pànic. La pell pot presentar una coloració blavosa, s'anomena cianosi, quan l'oxigenació no és bona (la sang és vermella perquè l'hemoglobina, què és l'encarregada de transportar l'O2 dins els glòbuls vermells, pren aquest color quan transporta O2 i es torna blava quan transporta CO2 ). La pell es comença a tornar cianòtica per les puntes dels dits, els llavis i les orelles. Per últim la pell pot presentar també una coloració groguenca, anomenada icterícia (més evident en les mucoses), quan hi ha certs trastorns hepàtics. Reompliment capil·lar

És la capacitat per reomplir els capil·lars quan s’han buidat per pressió digital. Habitualment aquesta prova es fa en el llit unguial: es comprimeix una ungla i s'observa quan, després que ha quedat pàl·lida, torna a la seva coloració anterior. Temps superiors a 2 segons indiquen compromís circulatori.

Page 131: Temari Bombers Voluntaris

190

Nivell de consciència

Una persona amb un estat de consciència normal està alerta, orientat (sap el dia que és, on es troba, el seu nom, on viu...) i respon als estímuls verbals i físics. Qualsevol canvi significa una malaltia o una lesió. Existeixen molts sistemes per avaluar l'estat de consciència d'un pacient. El més senzill i més utilitzat universalment és l'escala de coma de Glasgow, que s'estudiarà més endavant.

Mida pupil·lar

Les pupil·les tenen una mida i un contorn regular amb simetria entre ambdues en situació normal. La mida dependrà de l'estímul lluminós a què estigui sotmès l'ull. Quan la intensitat lumínica és baixa les pupil·les es dilaten (midriasi) per permetre que a la retina li arribi el màxim de llum possible. Quan la intensitat lumínica és alta les ninetes tenen un diàmetre reduït (miosi) per impedir que l'excés de llum saturi les cèl·lules de la retina.

Quan les pupil·les no reaccionen a la llum, aquesta reacció és lenta o ho fan asimètricament estem davant d'una situació de patiment de les cèl·lules nervioses, ja que la connexió entre les ninetes i el SNC és molt directa i ràpida.

Mobilitat La manca de mobilitat voluntària d'una persona conscient (paràlisi), denota una lesió si apareix just després d'un traumatisme. També pot denotar una malaltia (com ara un accident vascular cerebral) quan apareix sense causa externa evident. Reacció enfront el dolor Quan una persona és sotmesa a un estímul físic o químic respon amb un mecanisme de retirada, una expressió verbal o una manifestació facial. Quan això no és així (la situació és diu anestèsia) ens trobem davant una lesió en el SN fins que no es demostri el contrari. També poden existir situacions lesives en què la sensibilitat no estigui abolida, però sí alterada. El pacient manifestarà sensacions de formigueig (parestèsies). Per últim hi ha casos en que el pacient no manifesta dolor i que no impliquen lesió, com ara quadres d'histèria, impressions emocionals fortes o intoxicacions etíliques o per drogues. Habitualment l'anestèsia i la paràlisi es presenten conjuntament, però no sempre és així.

Page 132: Temari Bombers Voluntaris

191

1.4. VALORACIÓ PRIMÀRIA La valoració primària serveix per identificar amb rapidesa les lesions possiblement mortals més immediates per poder-les tractar amb la màxima prioritat seguint un ordre estricte: • Via aèria • Respiració • Circulació • Estat neurològic

1.4.1. Manteniment de la via aèria i de la respiració S'ha de fer mantenint el control de la columna vertebral. El primer pas és assegurar-se que el pacient respira, posteriorment es fa neteja de cavitat oral de possibles cossos estranys i, si se'n disposa, s'administrarà 02. Evidentment quan el pacient no respiri s'iniciaran les maniobres de RCP descrites més endavant en el curs.

1.4.2. Circulació Els passos són (per aquest mateix ordre):

Pols S'han de controlar les característiques del pols: central (carotidi o femoral) o perifèric(radial). Identificació de possibles sagnats i d'un xoc hipovolèmic Si hi ha sagnats aquests es controlaran tal i com s'explicarà en el tema corresponent. El mateix caldrà fer davant de la sospita de xoc. Reompliment capil·lar

1.4.3. Estat neurològic Estat de les pupil·les Escala de coma de Glasgow

Page 133: Temari Bombers Voluntaris

192

Valoració de la mobilitat i sensibilitat

1.4.4. Control del signes vitals i interrogatori

Pols Es valorarà la freqüència, intensitat, ritme i lloc on és perceptible. Respiració És important observar els moviments de la cavitat toràcica tant per avaluar el tipus i freqüència de la respiració com per evidenciar possibles lesions toràciques. També s'avalua una possible cianosi. Quan la freqüència respiratòria sigui superior a 20 x' s’ha de pensar que ens trobem davant un possible compromís respiratori. Tensió arterial És important conèixer quina és la TA d'un pacient, ja que els canvis posteriors que hi puguin haver-hi ens donaran una aproximació molt valuosa de com està evolucionant. Per tant si es disposa de l'aparell per mesurar la tensió i es coneix la tècnica per mesurar-la, en aquesta fase cal fer-ho. Interrogatori del pacient Si el pacient està conscient s'ha d'interrogar sobre què és el que li fa mal, si recorda les causes del accident i sobre possibles patologies: si té alguna malaltia crònica, si pren medicació i si té al·lèrgies. També és important poder parlar amb algun acompanyant quan el pacient està inconscient.

Page 134: Temari Bombers Voluntaris

193

1.5. VALORACIÓ SECUNDÀRIA Quan s'han realitzat tots els passos anteriors s'inicia la revisió secundària. És un examen físic ràpid però complet per identificar tantes lesions com sigui possible. S'inicia pel cap i finalitza als peus passant per totes les parts del cos, observant i palpant minuciosament. Si el pacient està conscient abans parlarem amb ell per explicar-li el que farem. Sempre que les condicions ambientals ho permetin (intimitat, temperatura...) s'ha de fer amb el pacient despullat.

1.5.1. Cap Es busquen lesions i laceracions al cuir cabellut palpant per descobrir deformitats i depressions cranials. Es valora l'estat de les parpelles i els globus oculars tornant a controlar l'estat de les pupil·les i retirant lents de contacte si el pacient en porta. S'observen els oïdes per descartar otorràgies (sortida de sang pel conducte auditiu extern) o sortida de líquid cèfalo-raquidi (LCR), cal descartar epistaxi (hemorràgia nasal) o sortida de líquid cèfalo-raquidi també pel nas. S'ha de descartar presència d'hematomes periorbitaris que indicarien, junt amb els signes anteriors, possibles fractures de crani. Es revisa la cavitat oral novament i es palpa la mandíbula per descartar-hi fractures.

1.5.2. Coll i columna cervical Es palpa la columna cervical buscant deformitats i zones doloroses. S'ha de tenir com a norma bàsica la premissa què qualsevol malalt traumàtic té una lesió de la columna cervical fins que a l'hospital no es demostri el contrari.

1.5.3. Tòrax Es revisa el tòrax mirant que els moviments siguin simètrics en els dos hemitòrax i no hagi discordança en el temps. S'ha de palpar la graella costal i les clavícules buscant possibles fractures i descartar la presència d'emfisema subcutani (la pell crepita en palpar-la) que indicaria l'existència d'un pneumotòrax. S'han de comprovar les vibracions vocals: en fer parlar al pacient amb les mans recolzades a la

Page 135: Temari Bombers Voluntaris

194

paret toràcica s'ha de percebre com vibra d'una manera simètrica (això s'aconsegueix si es fa que el ferit digui paraules amb molta sonoritat, com ara "33" o "carretera"), si no hi ha simetria podria indicar la presència d'un pneumotòrax. Es descarten ferides obertes. Es palpa curosament, sense mobilitzar al ferit, la columna dorsal buscant punts dolorosos o deformitats.

1.5.4. Abdomen S'han de descartar distensions, deformitats o ferides obertes amb evisceracions. S'ha de palpar la totalitat de la paret abdominal buscant zones doloroses o resistència de la paret: si hi ha patologia abdominal la musculatura es contrau i es palpa molt dura. També s'ha d'explorar la zona genital i rectal buscant lesions i hemorràgies. S'utilitza la mateixa sistemàtica que en el tòrax per descartar lesions a la columna lumbar.

1.5.5. Pelvis La pelvis s'explora per palpació des de dalt de les crestes ilíaques pressionant-les per buscar asimetries, crepitació, dolor o inestabilitat. Després es palpa lateralment fent pressió per mirar de trobar-hi els mateixos signes.

1.5.6. Extremitats No només es descarta la presència de fractures o hemorràgies, s'han de palpar els polsos per constatar una bona circulació.

Page 136: Temari Bombers Voluntaris

195

1.5.7. Estat neurològic Es torna a valorar l'estat de consciència mitjançant l'escala de coma de Glasgow i si el nivell de consciència ho permet, s'explorarà la força fent que el pacient mogui les extremitats i amb les seves mans ens estrenyi les nostres i la sensibilitat pessigant-lo lleugerament per descartar lesions medul·lars.

Tan important com explorar i tractar el pacient és transmetre tota la informació posteriorment del que s'ha vist i el que s'ha fet, per això és molt útil poder anotar-ho tot correctament tenint en compte que el més important és l'evolució dels signes vitals i de l'estat neurològic des d'un primer moment.

Page 137: Temari Bombers Voluntaris

196

V. HEMORRÀGIES I XOC 1. HEMORRÀGIES

Page 138: Temari Bombers Voluntaris

197

Page 139: Temari Bombers Voluntaris
Page 140: Temari Bombers Voluntaris

157

1. HEMORRÀGIES Les hemorràgies són, juntament amb l'aturada cardio-respiratòria, les úniques urgències vitals pròpiament dites. El control d'una hemorràgia greu és l'únic procediment terapèutic que hem de portar a terme a la vegada que la reanimació cardiopulmonar.

1.1. DEFINICIÓ D'HEMORRÀGIA Anomenem hemorràgia a una fuita de sang de dins dels vasos a l'exterior, és a dir, de l'espai intravascular a l'espai extravascular. Com les funcions que es duen a terme a l'organisme depenen de l'adequada i ininterrompuda aportació sanguínia, qualsevol lesió a un vas sigui quin sigui, pot ser perillosa si la pèrdua de sang és considerable.

1.2. ASPECTES QUE CAL TENIR EN COMPTE EN LES HEMORRÀGIES

1.2.1. La seva procedència Hemorràgia arterial Les artèries són vasos sanguinis de parets gruixudes i elàstiques pels quals circula la sang a alta pressió de forma de pulsació, a causa dels batecs cardíacs. La sang que hi circula, excepte les artèries pulmonars, és sang oxigenada. És per tot això que les hemorràgies arterials es caracteritzen per la sortida de sang a raig, a batzegades rítmiques (corresponents als batecs del cor) i pel seu color vermell viu. L'elevada pressió amb què circula la sang per les artèries impedeix molts cops la formació del coàgul, dificultant el control. Hemorràgia venosa

Les venes són vasos sanguinis pels quals circula la sang a baixa pressió, de manera constant, sense pols (excepte les venes pulmonars). La sang de les venes es sang sense oxigenar. La sortida de sang d'una vena és constant, sense pulsació i amb la sang de color vermell fosc. Les hemorràgies venoses són més fàcils de controlar ja que la baixa pressió amb què circula la sang facilita la formació del coàgul.

Page 141: Temari Bombers Voluntaris

158

Hemorràgia capil·lar Els capil·lars són vasos sanguinis microscòpics. L'hemorràgia capil·lar es caracteritza per la sortida lenta de sang que brolla de ferides menors com les provocades per fricció. Aquest tipus d'hemorràgies és fàcil de controlar ja que el diàmetre d'un capil·lar és molt petit. El perill ve per la seva extensió i per les possibilitats d'infecció que això comporta.

1.2.2. El volum de sang perdut El volum aproximat de sang en els adults és d'uns cinc litres. Generalment, una pèrdua de sang fins a un 15% (750 ml en els adults) és tolera força bé. Si la pèrdua de sang està entre el 15 i el 30% (1.500 ml), la situació és greu i pot comportar lesions a posteriori. El ferit presenta signes clars de xoc. Normalment requereixen transfusions. Quan el ferit ha perdut més d'un 30%, es tracta d'una situació molt greu que demanarà una atenció prioritària de l'hemorràgia i del quadre de xoc ja instaurat que trobarem.

1.2.3. Si són hemorràgies internes o externes Hemorràgies internes Són aquelles en què la sang no es vessa a l'exterior, sinó que s'acumula a l'interior d'algun compartiment de l'organisme (abdomen, tòrax, pelvis, etc.). Hi ha situacions en què la sang acumulada surt a l'exterior per orificis naturals, dependent de l'orifici de sortida rep diferents noms: Hematèmesi: La sang surt per la boca en forma de vòmit. Rectorràgia: Quan surt sang pel recte. Hemoptisi: La sang surt per la boca en tossir. Epistaxi: Sortida de sang pel nas. Otorràgia: Sortida de sang per l'oïda. La presència d'aquest tipus d'hemorràgia exterioritzada ens ha de fer sospitar diferents tipus de lesions, per exemple una otorràgia ens ha de fer sospitar una fractura de la base de crani, una hematèmesi en una acumulació de sang a l'estómac. Hemorràgies externes Són aquelles que aboquen la sang directament a l'exterior del cos. En aquest cas la valoració és fàcil ja que en visualitzar-la podrem catalogar el risc de manera ràpida.

Page 142: Temari Bombers Voluntaris

159

1.3. MECANISMES DE DEFENSA DAVANT D'UNA HEMORRÀGIA Davant d'una hemorràgia el nostre cos desenvolupa uns mecanismes de defensa per corregir i/o compensar el procés.

1.3.1. Mecanismes locals Són els que intenten impedir o minvar la pèrdua de sang dels vasos lesionats, i són: Vasospasme Quan es produeix la ruptura d'un vas hi ha una contracció potent de la musculatura de la paret per reduir al màxim la llum i que la pèrdua de sang sigui menor. Com més gran és la lesió, més important és el vasospasme, que pot durar des d'uns segons fins a 30 minuts. El vasospasme explica que les víctimes d'una amputació traumàtica gairebé no sagnin els primers minuts.

Agregació de plaquetes Quan un vas es trenca, les plaquetes s'ajunten a les parets de la zona afectada, s'adhereixen entre elles i formen un tap. La formació d'aquest tap de plaquetes, sobretot en els vasos de baixa pressió, pot ser suficient per aturar l'hemorràgia.

Formació de coàguls Els mecanismes esmentats actuen en pocs segons i molts cops són suficients per aturar la pèrdua de sang. Si no ho són, s'activa el mecanisme de la coagulació. Al cap d'uns minuts d'haver-se produït una ferida, per efectes de la pròpia lesió del vas i per l'agregació de plaquetes, s'alliberen substàncies activadores que desencadenen tot un seguit de reaccions químiques que determinen la formació d'una estructura complexa en forma de xarxa, anomenada coàgul, que tanca la lesió fins que es produeix un creixement de les parets lesionades que repara el vas.

Page 143: Temari Bombers Voluntaris

160

1.3.2. Mecanismes generals Davant de qualsevol disminució del volum total de sang, el cos intenta restablir la normalitat mitjançant mecanismes de compensació com la taquicàrdia, la vasoconstricció perifèrica, etc. Aquests mecanismes es veuran detalladament en parlar del xoc hipovolèmic.

1.4. MÈTODES PER CONTROLAR LES HEMORRÀGIES EXTERNES

1.4.1. Compressió directa de l'hemorràgia És el mètode més eficaç per controlar una hemorràgia, el més senzill i el primer que cal fer quan ens trobem davant d'aquesta situació. Es tracta de comprimir directament sobre la ferida que sagna, es pot fer directament amb la mà o fer servir material com les fèrules inflables. Compressió manual Col·loquem sobre la lesió unes quantes gases, si pot ser estèrils. A continuació, col·loquem el taló de la mà sobre les gases i hi fem pressió durant 10 minuts. Passat aquest temps, es comprova si l'hemorràgia ha cedit. La compressió l'hem de continuar fins que ja no sagni. És molt important tenir en compte que el primer gruix de gases que hem posat, no s'ha de retirar mai, ni per comprovar si l'hemorràgia ha cedit ni perquè les gases estiguin molt plenes de sang, ja que si ho féssim s'interrompria el procés de formació del coàgul i tornaria a sagnar com al començament. Es per això que si posem gases netes, ho farem a sobre d'aquestes primeres. És important que el material que posem en contacte sobre qualsevol ferida sigui estèril o al més net possible, però en el cas d'una hemorràgia greu cal no perdre el temps i, si es necessari, començarem la compressió directament amb la mà. Si la sortida de sang persisteix, intentarem pressionar el vas directament amb els dits. Per fer-ho, ficarem els dits directament a la ferida buscant el punt que sagna i farem una compressió cap a una superfície dura, que pot ser un os o simplement un múscul. Compressió local facilitada Quan la compressió manual ha estat eficaç, es poden fer servir diferents tècniques per mantenir la compressió sense haver d'estar hipotecats amb la compressió manual.

Page 144: Temari Bombers Voluntaris

161

• Ús de fèrules pneumàtiques. Només es pot utilitzar en

les extremitats. Un cop col·locat l'apòsit (gruix de gases), es fa lliscar la fèrula sobre l'apòsit al llarg de l'extremitat, sense deixar de fer pressió. A continuació s'infla la fèrula. Cal tenir en compte que les fèrules pneumàtiques exerceixen pressió al voltant de tota l'extremitat, per tant cal comprovar pols distal, temperatura i coloració dels dits i sensibilitat. Si en un moment donat la pressió de la fèrula es excessiva, la desinflarem una mica per restablir la circulació Un cop col·locada una fèrula no s'ha de retirar sense supervisió mèdica. • L'embenat de pressió. Consisteix a col·locar sobre l'apòsit de la ferida una bena enrotllada i

fer un embenat fort sobre tot això. D'aquesta manera aconseguirem exercir una pressió més gran sobre la ferida que sobre la resta de l'extremitat.

També s'ha de comprovar pols, temperatura, coloració i sensibilitat distals a la ferida, per si l'embenat fes una pressió excessiva. • Elevació de l'extremitat lesionada. En elevar l'extremitat, la força de la

gravetat ajuda a reduir la pressió arterial i fer disminuir l'hemorràgia.

• Compressió indirecta de l'hemorràgia. Consisteix a comprimir l'artèria

principal que queda per sobre del punt de sagnat, per disminuir el volum de sang que arriba a la ferida, alhora que assegurem l'arribada de sang a la resta de la zona. Aquest col·lapse de l'artèria principal, es fa als punts de pressió, que són zones en què l'artèria principal es localitza pròxima a la pell i, al mateix temps, prop d'un os. • Compressió de l'artèria humeral. Quan l'hemorràgia és a l'extremitat superior. Per localitzar-la

es posa el braç del ferit en angle recte sobre el cos, amb el palmell de la mà cap a munt. Per sota de l'aixella veurem un solc format pels músculs bíceps i braquial, i per on passa l'artèria

Page 145: Temari Bombers Voluntaris

162

humeral. En pressionar aquí en direcció cap a l'os, col·lapsem l'artèria i disminuirem el volum de sang que arriba a la ferida. • Compressió de l'artèria femoral. Quan

l'hemorràgia és a l'extremitat inferior. El punt de pressió es localitza per sota de l'engonal, just per sota de la unió del múscul al tronc. S'ha de fer una pressió forta amb el taló de la mà o amb el puny en direcció cap al fèmur.

1.5. CONTROL DE LES HEMORRÀGIES INTERNES El control de les hemorràgies internes és complicat, ja que com que no es veu el punt de sagnat el seu diagnòstic és dificultós. En la majoria dels caos, l'únic que es pot fer és sospitar l'hemorràgia per:

Els mecanismes que han produït la lesió. La sortida de sang per orificis naturals Pels signes i símptomes de xoc.

El tractament únicament anirà encaminat a les mesures de control del xoc i el trasllat en les millors condicions possibles.

Page 146: Temari Bombers Voluntaris

163

IV. SUPORT VITAL BÀSIC 1. TEORIA, PRÀCTICA I DEA

Page 147: Temari Bombers Voluntaris

164

Page 148: Temari Bombers Voluntaris

Valoració del pacient

165

1.1. INTRODUCCIÓ

1.1. Definició El Suport Vital Bàsic (SVB) és aquell conjunt de maniobres encaminats a mantenir la permeabilitat de la via aèria i donar suport a la respiració i a la circulació sense utilitzar per això cap dispositiu excepte els que permetin protegir-nos. L’aturada càrdio-respiratòria sobtada (ACR) és una de les causes de mort més importants a Europa amb aproximadament 700.000 ACR/any. La causa més important d’ACR és la fibril·lació ventricular (FV). Moltes de les víctimes d’ACR sobreviuen si qui presencia l’aturada actua immediatament, mentre el ritme encara és de FV. El tractament òptim d’aquest tipus d’ACR és l’inici immediat de les maniobres de reanimació seguit d’una desfibril·lació precoç. L’ACR és el cessament de l'activitat mecànica del cor acompanyada d’una manca de ventilació. Des de la visió del Suport Vital l’ACR és la interrupció brusca, inesperada i potencialment reversible de la respiració i circulació espontànies. La conseqüència n'és la interrupció del transport d'O2 cap a tots els teixits, però amb una significació especial al cervell i al miocardi. El terme ACR no s'ha d'aplicar a l'aturada de les funcions vitals que es dona en el procés de la mort natural: com a conseqüència de l'envelliment biològic o de l'evolució terminal d'una malaltia. L'ACR es pot iniciar com a

Aturada respiratòria: En l'aturada respiratòria els batecs del cor persisteixen durant un breu espai de temps, cosa que ens pot permetre, amb una actuació ràpida i eficaç, evitar l'aturada cardíaca. Les causes més freqüents són : intoxicacions farmacològiques, inhalació de fums o gasos, obstrucció de la via aèria (cossos estranys, cansament), traumatismes. És el mecanisme habitual d’ACR en els nens. Aturada cardíaca: En l'aturada cardíaca, l'absència d'O2 a nivell cel·lular i especialment en el cervell provoca de forma ràpida l'aturada respiratòria.

En el nostre país la causa més freqüent de mort sobtada és la malaltia coronària: infart agut de miocardi (IAM).

Page 149: Temari Bombers Voluntaris

Valoració del pacient

166

1.2. Reanimació cardiopulmonar (RCP) La RCP consta d'un seguit de maniobres destinades a revertir la situació d'ACR.

Probabilitats de supervivència en l'aturada cardiorespiratòria

1.3. Suport vital (SV) Sota el terme SV s’inclouen les accions que han d’emprendre’s davant la possibilitat que una situació determinada pugui esdevenir en ACR i per tant és un concepte més ampli que el d’RCP. El suport vital compren les maniobres que permeten prevenir l’ACR:

reconeixement de la situació.

avís a unitats d’emergències.

intervenció precoç. - obertura via aèria. - PLS - control hemorràgies.

El suport respiratori i circulatori a la víctima en ACR mitjançant les maniobres de RCP. En funció del material disponible i dels coneixements o habilitats hi ha tres tipus de SV: SV Bàsic (SVB) quan es realitza sense més material que el considerat de barrera per a la

respiració amb aire exhalat.

Page 150: Temari Bombers Voluntaris

Valoració del pacient

167

SVB Instrumentat (SVBI) realitzat per persones entrenades en l’ús de les tècniques i amb material necessari: baló d’insuflació, O2, per garantir un suport ventilatori i circulatori.

SV Avançat (SVA) Quan disposem de dotacions de professionals qualificats (metges i

infermeres) entrenats i equipats amb el material necessari (fàrmacs, material d’intubació...) per garantir suport respiratori i circulatori.

1.2. CADENA DE SUPERVIVÈNCIA L’RCP bàsica per si mateixa només és d'utilitat per mantenir unes mínimes condicions que permetin una desfibril·lació el més efectiva possible. El resultat només es pot optimitzar quan la seqüència d'esdeveniments que s’ha de posar en marxa quan es detecta una ACR es dóna d'una manera ràpida: 1. Reconeixement dels signes precoços d'alarma i l’activació precoç dels SME. 2. Inici de la RCP Bàsica. 3. Desfibril·lació. 4. Resta de maniobres (abans la desfibril·lació era una tècnica exclusiva de SVA) que

composen el SVA: intubació, administració de fàrmacs, etcètera. La interconnexió d'aquests fets i la seva indispensabilitat (s’han de fer tots ells i sempre en el mateix ordre) per a l'èxit de la reanimació s'han comparat a les anelles d'una cadena. Qualsevol cadena és tan forta com la més feble de les seves anelles. Si una anella es trenca o es passa per alt, les possibilitats de supervivència disminueixen i la integritat neurològica del pacient es pot veure afectada. Les anelles de la cadena de supervivència es descriuen com 1. Reconeixement precoç de la situació i activació d’equips de SVA 2. RCP Bàsica precoç. 3. Desfibril·lació precoç. 4. SVA precoç.

Page 151: Temari Bombers Voluntaris

Valoració del pacient

168

1.3. RISC DE CONTAGI DURANT LA RCP En situacions d'emergència, amb exposició a qualsevol fluid humà, existeix el risc de transmissió de malalties. Cal prendre, doncs, precaucions per minimitzar-lo. El contagi d'hepatitis i de VIH durant les maniobres no ha estat descrit mai. Contràriament, el risc d'infecció per la saliva està documentat per l'herpes simple, algunes meningitis, tuberculosi i altres malalties infeccioses respiratòries. Les recomanacions per minimitzar el risc es basen en l'establiment d'unes barreres protectores (dispositius de barrera): Utilització en tots els casos de guants d’exploració. Utensilis pel suport ventilatori: mascaretes amb vàlvules unidireccionals. Ulleres o altre protecció ocular (pantalla interior del casc). Actualització de la profilaxi (vacunes) en tots els professionals de risc (bombers).

1. 4. SUPORT VITAL BÀSIC (SVB) És el conjunt d'actuacions que inclouen el coneixement del sistema de resposta davant una situació d'emergència (i de la forma d'accés a aquest conjunt) i de les accions inicials que cal realitzar davant de situacions d'inconsciència recuperada o persistent, traumatisme greu, aturada respiratòria greu, aturada cardiorespiratòria. En el SVB s'hi engloben les dues primeres anelles de la cadena de supervivència: detecció i petició d'ajut precoç i inici precoç de les maniobres de reanimació. El SVB es realitza sense cap mena d'equipament (a diferència del suport vital instrumentat). Només s'accepten com a necessaris en el SVB els mecanismes de barrera. L'objectiu del SVB és el manteniment d’una circulació sanguínia que permeti una oxigenació d'emergència, fer permeable la via aèria i aconseguir una ventilació eficaç mentre no arriba fins el lloc un desfibril·lador.

El terme RCP bàsica descriu el conjunt de maniobres que tenen com a finalitat mantenir les funcions circulatòries i respiratòries en una ACR mitjançant compressions toràciques externes i l'aire expirat des dels pulmons del reanimador (concentració d'O2 d'entre el 16 i 18%, que és inferior al 21% atmosfèric).

1.4.1. Identificació de la situació Avaluació del nivell de consciència Sacsejar l'espatlla de l’afectat mentre se li pregunta si es troba bé: cridar i sacsejar. Davant d'aquest estímul podem obtenir dues respostes: conscient o inconscient. Cadascuna d’elles induirà actuacions específiques (en afectacions traumàtiques tenir cura amb el segment cervical).

Page 152: Temari Bombers Voluntaris

Valoració del pacient

169

Comprovar si el pacient respira normalment ­ Obrir la via aèria ­ Comprovar si es produeixen moviments de la caixa toràcica. ­ Escoltar els sorolls ventilatoris ­ Sentir la sortida de l'aire. L'avaluació del nivell de consciència i la presència o no de respiració espontània identifica tres situacions, cadascuna de les quals té una actuació específica.

1.4.2. Actuacions específiques

Situació d'emergència en el pacient conscient

Diverses situacions (p. ex.: hemorràgies) poden posar en perill la integritat de les funcions vitals. S’han d’observar anomalies, iniciar actuacions específiques i demanar ajut. Els objectius són: control d’hemorràgies i desobstrucció de la via aèria.

Inconsciència aïllada (sense alteracions de les funcions vitals: funcions circulatòria i respiratòria conservades)

Protecció i avís als serveis d'emergència. Col·locar la víctima en posició lateral de seguretat (PLS) per afavorir la ventilació: obertura i permeabilitat de la via aèria.

Inconsciència amb aturada respiratòria

Demanar ajut i realitzar maniobres de RCP que intercalin maniobres de compressió toràcica amb seqüències de ventilació artificial.

Page 153: Temari Bombers Voluntaris

Valoració del pacient

170

1.4.3. Tècniques de suport vital bàsic

Control de les hemorràgies

Compressió directa sobre el lloc de sagnat (vegeu el capítol específic).

Desobstrucció i permeabilitat de la via aèria en el pacient conscient

La síndrome d'ennuegament és la ocupació de la via aèria superior: faringe, laringe, boca o nas, per objectes (normalment dentadures, sang, restes de contingut alimentari) que impedeixen la ventilació. Si els objectes són accessibles, s'extreuen directament amb els dits. Si no ho són, s'haurà d'evitar intentar treure'ls, ja que es podrien introduir en zones més allunyades i provocar una obstrucció més greu.

En la forma clínica de presentació més habitual d'obstrucció de la via aèria o ennuegament el pacient té la mà al coll indicant que li falta l'aire i la cara es posa de color blavós (cianòtica), cosa que indica manca d'O2. El millor mecanisme de desobstrucció és la tos, per tant s’ha d’animar a la persona a que tussi. Si la situació evoluciona desfavorablement (debilitat i manca de respiració), s’han de donar cops amb el palmell de la ma a l'esquena amb el pacient inclinat; realitzarem 5 cops enèrgics.

Es troba

bé? Auxi

li!

VALORAR NIVELL DE

CONSCIÈNCIA

Si NO està conscient:

Cridar demanant auxili OBRIR V

AÈRIA

VALORAR

VENTILACIÓ Si NO ventila

normalment

Sacsejar suaument.

Cridar

DEMANAR

AUXILI

COMENÇAR RCP

Relació 30:2

112 Si ventila normalment

Si està conscient Observar. Demanar

auxili

PLS. Demanar auxili.

Revalorar ventilació

Obrir la boca. Bufar fins que el tòrax s’infli. 2a

ventilació quan el tòrax es desinfli

3300 ccoommpprreessssiioonnss. Palmell de la mà

sobre la meitat de l’estern i l’altra mà damunt.

Comprimir 4-5 cm a 100/min.

Decantar el cap i aixecar el mentó. Obrir

la boca. Veure, escoltar i sentir la

respiració 10 s

FER 2

VENTILACIONS

Page 154: Temari Bombers Voluntaris

Valoració del pacient

171

En cas de persistir l'obstrucció, hem de realitzar la maniobra de compressions abdominals o de Heimlich. També es fan 5 compressions abdominals. El reanimador es situa darrere la víctima i l’envolta amb els braços posant un puny a l'epigastri del pacient. S'ha d'evitar tant com sigui possible la proximitat al xifoide i a la vora costal. Amb l'altra mà s'agafa el puny i es fan compressions ràpides sobre l'epigastri dirigides de baix a dalt. La finalitat es l'augment brusc de la pressió intraabdominal i de manera indirecta de la intratoràcica. S'ha de tenir cura amb els obesos i les dones embarassades. En aquests casos el puny s'ha de situar en el terç mig de l'estern fen pressió cap enrere. En la maniobra d'autoHeimlich la víctima fa de reanimador. S'ha de col·locar el seu puny sobre l'epigastri, se l'ha d'agafar amb l'altra mà i pressionar amb moviments forts i ràpids de baix a dalt. Si no s'obtenen resultats amb aquestes maniobres, cal avaluar la possibilitat de fer-les alternativament, pressionant l'epigastri contra una superfície dura com la vora d'una taula o una cadira.

Desobstrucció i permeabilitat de la via aèria en el pacient inconscient

En cas d'inconsciència es perd el to de la musculatura i això té una especial rellevància en la disminució del to de la llengua. La llengua té tendència a caure cap a la part posterior de la faringe i obstruir el pas de l'aire des de l'exterior cap als pulmons (comportament d'un objecte que ocupa la via aèria). Hi ha diverses tècniques de desobstrucció de la via aèria de manera manual. Totes s'han de fer en la posició inicial de reanimació, és a dir, en decúbit supí alineat.

Maniobra front-mentó Es vol aconseguir una hiperextensió cervical amb la finalitat de permetre el pas de l'aire de la faringe i laringe als pulmons. Per realitzar-la es col·loca la mà del reanimador en el front del pacient exercint pressió per estendre'l cap enrere. Simultàniament, amb els dits índex i mitjà de l'altra mà en la part òssia del mentó (s'ha d'evitar pressió sobre les parts toves) es procedeix a elevar el mentó i estendre el coll. En cas de malaltia traumàtica s'evitarà aquesta maniobra, realitzant la d'elevació mandibular.

Page 155: Temari Bombers Voluntaris

Valoració del pacient

172

Tècnica de desobstrucció manual d'objectes que obstrueixen la via aèria (neteja de boca i faringe) S'inicia amb l'obertura de la boca del pacient amb els dits índex i polze enllaçats en pinça. S'introdueix el dit índex de l'altra mà a la boca i s'avança lateralment i profundament fins arribar a la base de la llengua. Amb el dit índex en forma de ganxo s'extreu l'objecte causant de l'obstrucció. S'ha d'anar en compte a no endinsar-lo encara més. Maniobra d'elevació mandibular Tècnica d'elecció si hi ha un traumatisme craneo-encefàlic o sospita de lesió vertebral cervical. Es fa col·locant una mà en el front del pacient per fixar el cap sense realitzar hiperextensió mentre es fa tracció de la mandíbula cap amunt. En aquest tipus de lesions s'ha d'evitar qualsevol desplaçament del coll. El reanimador inexpert no ha de fer aquesta maniobra, ja que no és fàcil aconseguir obrir la via aèria. A aquest tipus de reanimador se li ensenya només la maniobra de front-mentó perquè amb la d’elevació mandibular el risc de que no aconsegueixi ventilar, i que per tant les maniobres no siguin efectives i el pacient no es recuperi, és molt alt. Immobilització i mobilització Si el pacient està inconscient, però respira, cal evitar que la via aèria s'obstrueixi a causa de la caiguda de la llengua enrera. I si es produeix un episodi de vòmit, cal evitar que aquest passi cap a l'arbre bronquial. Per això s'ha de col·locar el pacient en posició lateral de seguretat PLS. Els passos que cal seguir són els següent : Retirar les ulleres i objectes voluminosos de les butxaques de la víctima Agenollar-se al seu costat i mantenir-li les cames estirades Col·locar el braç que ens és més proper del pacient en angle recte amb el cos, amb el colze

doblegat i el palmell de la mà cap enlaire. Portar el braç més allunyat, creuant el pit i col·locar la mà amb el palmell cap avall sobre

l'espatlla contrària. Agafar la cama més allunyada per sobre del genoll i aixecar-la mantenint el peu a terra. Amb l'altra mà a l'espatlla més allunyada estirar amb força per girar la víctima sobre el seu

costat cap al reanimador. Col·locar la cama que ha quedat a sobre de manera que el maluc i el genoll formin un angle

recte. Inclinar-li el cap per assegurar que la via aèria continuï oberta. Ajustar la mà sota la galta per mantenir el cap inclinat. Revaluar periòdicament. Demanar ajuda.

Page 156: Temari Bombers Voluntaris

Valoració del pacient

173

Suport circulatori Per portar a terme les compressions toràciques externes conegudes com a massatge cardíac extern es procedirà de la manera següent : 1. Col·locar la víctima en posició inicial de reanimació (decúbit supí alineat) 2. Col·locar la víctima sobre una superfície dura 3. Tria del punt de massatge Recolzar el taló de la mà sobre l'estern a la part central del tòrax, col·locar el taló de l'altra a sobre i entrellaçar els dits d'ambdues mans, sense que aquests toquin el tòrax. 4. Compressions toràciques El tòrax s'ha de deprimir entre 4 i 5 cm i el temps compressió/descompressió ha de ser el mateix. La pressió s'ha d'alliberar entre compressions però sense arribar a separar les mans del punt de massatge.

Page 157: Temari Bombers Voluntaris

Valoració del pacient

174

5. Col·locació del reanimador o posició de massatge El reanimador es col·loca sobre la víctima, de genolls, estenent perpendicularment els braços sobre l'estern de la víctima. Usar si cal coixins, mantes o cadires per aconseguir-ho. Cal aprofitar el pes del reanimador per optimitzar la maniobra. La posició ha de ser la ideal per garantir menys cansament. Els braços han d'estar completament rígids i ser només transmissors de la pressió provocada pel pes de la part superior del cos del reanimador. 6. Freqüència de les compressions Les compressions sobre el tòrax (successió de compressions i relaxacions) s'han de realitzar a un ritme pròxim als 100 per minut. 7. Seqüències de ventilació compressió Alternar compressions toràciques - ventilació: 30:2 . Posar èmfasi a mantenir permeable la via aèria quan es faci una insuflació És molt important dosificar l’esforç del reanimador; una excessiva insuflació (volum d'aire

administrat), compressions excessivament enèrgiques o sense la posició adequada poden provocar el cansament del reanimador o la realització de maniobres no efectives.

Suport ventilatori manual (tècnica boca a boca o boca a nas) Per fer les insuflacions s'haurà de mantenir la via aèria permeable mitjançant les maniobres de front-mentó o d’elevació mandibular. Mentre es porten a terme aquestes maniobres, s’insuflarà aire per la boca (boca a boca) de manera lenta 10-12 vegades per minut mentre amb els dits de la mà que subjecta el front es pinça el nas. A continuació, es deixa sortir l'aire lliurement (expiració passiva) i s'observa com es desinfla la caixa toràcica. Cal evitar en tot moment la realització de ventilació artificial amb excessiva quantitat d'aire o amb freqüència excessiva, ja que ambdues situacions desvien l'aire cap a la via digestiva afavorint la regurgitació de contingut gàstric per distensió de l'estómac i una possible broncoaspiració.

Page 158: Temari Bombers Voluntaris

Valoració del pacient

175

La seqüència completa serà:

1. Hiperextensió del cap (contraindicat en traumàtics amb l’excepció de reanimadors inexperts).

2. Tracció de la mandíbula. 3. Evitar que l'aire insuflat es perdi pel nas del pacient pinçant-lo amb l'altra mà 4. Inspirar profundament, segellar la boca i bufar 5. Verificar que el tòrax baixa. 6. Repetir insuflacions cada 5 segons (10-12 per minut). 7. Evitar tant com sigui possible la distensió gàstrica per insuflació incorrecta (insuflació de

grans volums i/o no aconseguir una correcta permeabilitat de la via aèria). 8. Avaluar ventilació boca-nas per possibilitat d'obertura de la boca.

Tècnica de la RCPB (30:2)

1. Col·locar-se al costat de la víctima. 2. Si la víctima està inconscient, realitzar hiperextensió cervical. 3. Si no respira espontàniament, fer 30 compressions toràciques seguides de dues

insuflacions. 4. Realitzar massatge cardíac extern a 100 per minut. 5. Al cap de 2 minuts comprovar si hi ha signes circulatoris. Cal comptar en veu alta per

memoritzar.

Page 159: Temari Bombers Voluntaris

Valoració del pacient

176

Quan demanar ajuda si només hi ha un reanimador? Si la víctima no respira normalment, es demanarà primer ajuda (per activar sense demora els equips de SVA) i després s'iniciarà el protocol de SVB. En els casos de malaltia traumàtica, ofegament, asfixia, intoxicació o edat pediàtrica, s'iniciarà immediatament el protocol de SVB (durant un minut) abans de demanar ajuda, doncs el problema fonamental és el respiratori. Reanimació cardiorespiratòria durant el transport L’RCP durant el transport és molt més dificultosa, però un cop iniciada no s'ha de deixar fins l'arribada dels equips de SVA o l'arribada al centre hospitalari més proper. Només es pot interrompre durant breus períodes de temps quan són necessàries maniobres de transferència com ara carregar la víctima al vehicle de transport, maniobres de risc en un rescat, etc. Cal improvisar, si és possible, maniobres intercalades. En el vehicle de transport es continuarà la reanimació de la mateixa manera que es feia en l'escenari de l'ACR i en funció del nombre de reanimadors que hi hagi. Es pot utilitzar personal espectador en la realització de les maniobres, si s'identifiquen i coneixen les tècniques de RCP. Reanimació cardiorespiratòria en situació d'hipotèrmia En situacions d'hipotèrmia severa, és a dir, amb una temperatura central inferior a 30°C, hi ha una disminució del fluix sanguini cerebral, del requeriment d'O2, de la tensió arterial, i una gran dificultat per detectar el pols. La labilitat del pacient hipotèrmic fa que qualsevol maniobra pugui desencadenar problemes cardiorespiratoris greus, per tant, qualsevol manipulació s'ha de fer amb molta cura. Malgrat la inestabilitat del pacient, i com que el seu tractament definitiu passa pel rescalfament progressiu, s'ha de protegir la via aèria tan aviat com sigui possible i se li ha d'administrar oxigen. Pel que fa a la possibilitat de desfibril·lació amb DEAs, cal recordar que un cor hipotèrmic en una aturada cardíaca de qualsevol ritme és refractari al tractament amb desfibril·lació. No obstant, s'ha de desfibril·lar amb la primera descàrrega i si no hi ha resposta, continuar amb un massatge cardíac extern a freqüències baixes fins a l'arribada a l'hospital on es faran maniobres d’escalfament actiu mentre es continua amb maniobres de RCP. Un cop escalfat el pacient es tornarà a desfibril·lar.

Page 160: Temari Bombers Voluntaris

Valoració del pacient

177

En el tema corresponent s'avaluarà la idoneïtat d'iniciar maniobres de RCP en el pacient hipotèrmic.

1.5. DESFIBRIL·LACIÓ SEMIAUTOMÀTICA

1.5.1. Introducció

Les patologies que s’associen a les cardiopaties coronàries (infart agut de miocardi (IAM)) són una de les causes de mort més importants dins la nostra societat. La incidència d’IAM en majors de 24 anys és de 2,2/1.000 habitants/any amb una mortalitat total del 56.6 % (als 28 dies). Entre aquestes patologies associades a l’infart causants de mortalitat destaquen dos tipus d’arítmies cardíaques malignes: la fibril·lació ventricular i la taquicàrdia ventricular. El tractament d’aquestes arítmies consisteix en l’aplicació de descàrregues elèctriques, és a dir en fer desfibril·lació elèctrica. Hi ha altres trastorns del ritme cardíac responsables d’aturada cardíaca, però aquests no són susceptibles de desfibril·lació elèctrica: l’asistòlia i l’activitat elèctrica sense pols. La supervivència dels pacients amb fibril·lació o taquicàrdia ventriculars depèn d’un diagnòstic i tractament immediats que sovint no pot esperar l’arribada d’equips de SVA ja que el 90% de les aturades cardiorespirartòries es produeix fora de l’hospital.

Aquest quadre mostra la distribució de la mortalitat per IAM i en ell s’evidencia clarament que la majoria de morts per infart es produeixen abans de l’arribada del pacient a l’hospital. És a dir, no només el 90% d’infarts es produeixen fora de l’hospital, sinó que a més els pacients que moren com a conseqüència d’aquest infart també o fan abans de poder ser atesos (el 68%).

De tots els tractaments utilitzats per revertir la situació d’aturada cardiorespiratòria la desfibril·lació precoç és el que s’ha demostrat més útil per augmentar les taxes de supervivència del pacient, però perquè realment sigui útil s’ha d’aplicar en els primers 4 minuts després de l’aturada, tal i com es pot veure en la figura següent:

68%

25%

7%

Prehospital

28 dies

1 any

Page 161: Temari Bombers Voluntaris

Valoració del pacient

178

1.5.2. Evidències científiques Les evidències científiques en que es basa la utilització d’RCP precoç i dels DEAs (igualment precoç) són les següents:

L’ACR presenciada té una supervivència 7 vegades més gran que quan no és presenciada, ja que permet un avís immediat als equips de SVA.

Si qui veu una ACR comença les maniobres de RCP immediatament, la supervivència es de 2 a 3 vegades més gran.

Una RCP realitzada correctament aconsegueix una supervivència 20 vegades més gran que quan es realitza de manera incorrecta.

La desfibril·lació precoç (en els 1rs 4 min) és el procediment aïllat de ressuscitació que salva més vides.

Més del 75% de les aturades cardíaques ho són per fibril·lació/taquicàrdia ventriculars i aquestes només reverteixen amb desfibril·lació.

L’inici de la RCP i l’aplicació (si cal) de la desfibril·lació no es pot demorar més de 8 minuts, si no, la supervivència és inferior al 5% i les seqüeles, sobretot les neurològiques (grans invalideses, coma,…), són molt severes.

Les ACR que no són fibril·lació ventricular o taquicàrdia ventricular sense pols, és a dir l’asistòlia i l’activitat elèctrica sense pols, tenen una supervivència inferior al 6%, malgrat tots els esforços efectuats.

1.5.3. DEAs Per fer possible l’atenció immediata en una ACR, l’European Resuscitation Council (ERC), l’American Heart Association (AHA) i l’International Liasion Committee on Resuscitation (ILCOR) promouen la implantació de DEAs i la formació del personal que els ha d’utilitzar. Un DEA és l’equip homologat capaç d’analitzar el ritme cardíac, identificar les arítmies tributàries de desfibril·lació i desfibril·lar amb alts nivells de seguretat. A diferència dels aparells utilitzats per personal mèdic, i que s’anomenen desfibril·ladors manuals, els DEAs poden ser utilitzats per tota aquella persona que després de rebre un curset de formació de 8 hores superi un examen. Els professionals a qui estan dirigits són tots aquells que actuen dins l’àmbit de les emergències: personal d’ambulàncies, bombers, policies i per extensió a aquelles persones que treballen en llocs de gran afluència de públic, com ara estadis i altres recintes esportius, centres comercials, aeroports,… Característiques dels DEAs

Per seguretat no s’ha d’utilitzar en vehicles en moviment. No s’ha de tocar la víctima mentre analitza el ritme o quan es fa la descàrrega.

Els DEAs són molt segurs: no tenen falsos positius. Si no hi ha fibril·lació ventricular no recomanen la descàrrega.

Donen instruccions verbals i acústiques i algun pot gravar el so ambiental.

Emmagatzema totes les dades per poder analitzar·les posteriorment.

Les bateries tenen 5 anys d’autonomia, (sense cap tipus de manteniment ni necessitat de recàrregues) i els elèctrodes 3 (cal canviar-los després de cada ús).

Page 162: Temari Bombers Voluntaris

Valoració del pacient

179

Però tot el que ha significat de revolució dins el tractament de les ACR la implantació dels DEAs, no ens pot fer oblidar que aquest no és més que un dels passos a seguir dins l’anomenada CADENA DE LA SUPERVIVÈNCIA i que per tant no es tracta simplement de que davant un pacient en situació d’ACR se li col·loqui un DEA i amb això esperem que la situació reverteixi sense més maniobres de reanimació. Recordem que les anelles de la cadena de la supervivència són:

Alerta precoç (112).

RCP bàsica precoç.

Desfibril·lació precoç.

Suport Vital Avançat (SVA) precoç.

1.5.4. Decret català respecte als DEAs A Catalunya existeix, des d’inicis de l’any 2003, un decret del Departament de Salut que determina la formació i altres aspectes que cal complir per poder utilitzar un DEA. El contingut està inspirat en les recomanacions internacionals ja esmentades de l’ERC i en decrets anteriors d’altres Estats o Comunitats Autònomes. Els únics requisits que s’exigeixen als destinataris de la formació són que siguin majors d’edat i estar en possessió del títol de graduat escolar. Cadascuna de les Institucions que tingui DEAs ha de tenir un metge responsable del bon ús, el bon funcionament i d’acreditar la Formació Continuada, ja que les persones que utilitzin un DEA han de renovar la seva acreditació cada any amb un examen pràctic i un informe del metge responsable. Aquesta formació és de 8 hores: 4 de SVB (1 teòrica i 3 pràctiques) i 4 de DEA (1 teòrica i 3 pràctiques).

Page 163: Temari Bombers Voluntaris

Valoració del pacient

180

El decret obliga a alertar a un equip d’Emergències Mèdiques quan es faci ús d’un DEA.

Page 164: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 1

    

            

TEMA 11. CONSTRUCCIÓ

Page 165: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 2

MATERIALS DE CONSTRUCCIÓ Definim com materials de construcció, el conjunt de matèries primeres, qualsevol que sigui la seva naturalesa, composició o forma, que posats en obra mitjançant les tècniques constructives adequades, generen la materialització d’un element constructiu en particular, i d’una edificació en sentit general. Materials petris

• Petris naturals • Petris transformats

o Ceràmics o Aglomerats o Conglomerats

Altres materials

• Metalls • Fusta • Vidre • Plàstics • Pintures i materials bituminosos

MATERIALS PETRIS Els materials petris juntament amb la fusta, van ser dels primers utilitzats en la construcció. Són els formats per pedres i terres que s’extreuen de la naturalesa i que s’utilitzen en la construcció directament, amb o sense transformacions. De vegades es barregen amb altres materials similars o aigua o bé es couen. Podem distingir els següents tipus:

• Materials petris naturals

• Materials petris transformats o Materials ceràmics o Materials aglomerats o Materials conglomerats

MATERIALS PETRIS NATURALS Són les roques i pedres que s’extreuen de la natura i s’utilitzen directament, un cop els hi donen forma amb les mides desitjades. Classes de pedra natural més utilitzada en construcció:

• Marbre o Ús: Terres, revestiments i ornamentació o Format per: pedra de carbonat calci o Propietats: varis colors, fàcil de treballar, tallar i polir, compte l’atac dels

àcids.

Page 166: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 3

• Granit o Ús: Paviments, murs, fabricació de formigó o Format per: barreja de minerals: quars (sílice), fedspats i miques o Propietats: dur, molt resistent als agents atmosfèrics

• Pissarra

o Ús: Teulats i paviments o Format per: estructura laminar o Propietats: impermeable, color gris fosc i resistent als agents atmosfèrics

• Àrids

o Grava Fragments de pedres de 2 a 64 mm. S’utilitza principalment per la fabricació del formigó.

o Sorra Roques de diàmetre inferior a 2 mm per fer morter i formigó.

MATERIALS PETRIS TRANSFORMATS Són aquells que, un cop extrets, són sotmesos a diversos processos de transformació (trituració, barreja, descomposició per escalfament, etc.). Amb aquestes transformacions els materials canvien les seves propietats originals. Classes de materials transformats:

• Ceràmics • Aglomerats • Conglomerats

MATERIALS CERÀMICS Són mescles de terres argiloses, pastades amb aigua, modelades per extrusió i cuites en forns a 700 ºC, en unes instal·lacions anomenades bòbiles. Els materials ceràmics són fràgils però resistents a la compressió i a la intempèrie. Principals productes ceràmics són:

• Maons o De forma prismàtica i de varies dimensions, alguns són massissos però la

majoria disposen de forats. o Segons la seva forma, es col·loquen de manera diferent. S’utilitzen per fer

parets i pilars.

• Rajoles o Normalment de forma rectangular o quadrada i de poc gruix. o Tenen dues capes: una inferior més gruixuda que és d’argila i una altra

superior més fina, composta per un esmalt que li proporciona impermeabilitat, resistència al desgast, brillantor i vistositat. S’utilitzen per revestir parets, terres i com a sòcols.

o El gres és un tipus de rajola molt dura i resistent.

Page 167: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 4

• Teules

o Normalment de perfil corb. S’usen per fer cobertes d’edificis. o Es col·loquen encavalcades per tal que l’aigua s’escoli sempre cap els

canalons que es formen. o En el mercat existeixen molts tipus: Teula àrab, teula plana, teula romana,

teula flamenca, etc.).

• Porcellanes o Material ceràmic amb un esmalt que n’elimina la porositat i el converteix amb

un material dur, fràgil i impermeable. o S’usa per a material sanitari (piques, banyeres, vàters, bidets, etc.) i per a

cuines (aigüeres i safareig).

MATERIALS AGLOMERANTS Són materials transformats mitjançant varis processos i es presenten en forma de pols. Aquests materials es barregen amb aigua i adquireixen plasticitat, que després d’un cert temps s’endureixen i es tornen consistents. S’utilitzen com a mitjà d’unió entre altres materials o per lluir interiors. Els aglomerats més importants són el guix, la calç i el ciment.

• Ciment: barreja de pedres calcàries i argiles que primer es couen a gran temperatures i després es molen obtenint una pols grisa. Aquest material un cop ha pres té molta resistència i es fa servir per adherir materials petris i ceràmics. És un material bàsic en la formació del morter, el formigó i en peces prefabricades com bigues, estaques, revoltons. Segons la composició tenim diferents tipus de ciment però el més utilitzat es el ciment pòrtland.

Page 168: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 5

• Guix: mineral que es troba en estat pur a la natura, es tou i de color blanc. Les

pedres de guix (algeps) es trituren amb màquines fins que es converteixen en una pols fina, que es cou en forns per eliminar l’aigua que conté. Segons la quantitat de pedra, la molta i la cocció es diferencien els següents tipus de guix:

o Guix negre: de baixa qualitat, amb impureses i de color gris. S’usa en obres que no necessitin acabats vistosos.

o Guix blanc: de bona qualitat i de color blanc. S’utilitza principalment pel recobriment de parets i sostres (arrebossat).

o Escaiola: Guix de molt bona qualitat. S’usa per la fabricació de motllures, escultures, maquetes, etc.

• Calç: s’obté de la trituració de pedra calcària. Es cou en forns a temperatures

elevades. És de color blanc. Al combinar amb aigua s’hidrata i desprèn calor. Perjudicial al posar-se en contacte amb la pell. S’utilitza com integrant d’un tipus de morter i per emblanquinar exteriors.

MATERIALS CONGLOMERATS Quan els materials petris aglomerats es barregen amb aigua, sorra i o grava formen una mescla plàstica que s’endureix poc a poc i que permet unir els materials amb molta solidesa i resistència. Els materials conglomerats més utilitzats en la construcció són el morter i el formigó.

• Morter: és forma amb ciment o calç, sorra i aigua. Serveix per unir altres materials com per exemple maons i per fer revestiments.

• Formigó: és una mescla de ciment pòrtland, grava, sorra i aigua. Un cop endurit es

un material amb una gran resistència a la compressió i poc resistent als esforços de tracció. Per això aquells elements que han d’estar sotmesos a esforços de tracció, es reforcen amb barres d’acer corrugat, per afavorir l’adherència al formigó. Aquest formigó rep el nom de formigó armat.

Altres materials: METALLS El metall més utilitzat en la construcció és l’acer:

• L’acer: és un aliatge de ferro i carboni, dur, dúctil, mal·leable, i tenaç. Va ser molt utilitzat en la construcció a finals del segle XIX (La torre Eiffel). El podem trobar en l’actualitat com a component del formigó armat en forma de barres corrugades o bé perfils UPN, IPN, HEB, etc. per la formació d’estructures (pilars, jàsseres, bigues, etc.). Altres acers també utilitzats són l’acer inoxidable (que difícilment es rovella i és una barreja de Fe + C + Ni + Cr) i l’acer galvanitzat (és un acer recobert de Zinc).

Altres metalls també utilitzats en la construcció:

• L’alumini: és un metall molt lleuger i molt abundant a la natura però difícil i car d’obtenir pur. No es resistent als esforços per això no es pot utilitzar per a estructures en la construcció. S’utilitza per a baranes i per a marcs de portes i finestres.

Page 169: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 6

• El coure: és molt bon conductor tèrmic i elèctric, dúctil, mal·leable i resistent a la corrosió. Amb aquestes propietats el coure es ideal per fer canonades per a les conduccions de líquids i gasos i per a cables elèctrics. Antigament les canonades d’aigua es feien de plom, en l’actualitat està prohibit per ser perjudicial per als éssers vius.

• El llautó: és un aliatge de coure i Zn de color groc lluent i s’utilitza per a aixetes i

per a complements decoratius com els panys de les portes. Altres materials: LA FUSTA I EL SURO És un material que s’obté dels troncs i de les branques dels arbres un cop assecats. Antigament la fusta va ser el principal material en la construcció d’habitatges i s’utilitzava per a bigues, parets, teulades, pilars, estructures, etc. Ara, amb l’aparició de nous materials el seu ús és més limitat i s’utilitza en la construcció de portes, finestres, escales, baranes i paviments interiors. La fusta és un material lleuger, fàcil de treballar i de transportar, bon aïllant elèctric i tèrmic, tot i que té inconvenients: pot ser atacada pels fongs i insectes, la humitat la podreix i es pot cremar. Per tot això cal tractar-la amb pintures i vernissos per evitar problemes de conservació. Per a la construcció de determinats objectes no es fa servir la fusta natural, sinó fusta artificial com l’aglomerat i el contraplacat. Altres materials: EL VIDRE És una barreja de sorra, sosa i pedra calcària que es fon a 1500º. El material fos, a mesura que es refreda, passa per un estat porós moment en què se li dóna la forma desitjada (800º). Quan es refreda completament el vidre té les següents propietats: transparent, dur, fràgil, resistent als agents atmosfèrics. En la construcció d’habitatges el vidre s’utilitza normalment a les finestres, portes, prestatges, recobriments exteriors d’edificis moderns i elements decoratius. Tipus de vidres: vidre armat, vidre de seguretat, doble vidre, el vitrall, etc. Altres materials: ELS PLÀSTICS Són cada vegada més utilitzats en la construcció. S’obtenen generalment de derivats del petroli i tenen les següents propietats: aïllants, lleugers, barats, i no necessiten manteniment. Els principals plàstics utilitzats en la construcció són:

• PVC: per finestres, portes, persianes, canonades... però cada vegada menys utilitzat perquè es contaminant en la seva fabricació.

• El poliestirè expandit (porexpan): s’utilitza com aïllant tèrmic i acústic al interior de

les parets i sota la teulada.

• El poliuretà: s’utilitza com aïllant en forma d’escuma.

Page 170: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 7

Altres materials: LES PINTURES Són materials que es fan servir per al recobriment i tractament superficial d’una gran varietat d’objectes con per exemple materials ceràmics, fustes, ferro i en especial les parets interiors i exteriors dels edificis. Les pintures tenen dues finalitats: una decorativa i l’altra protectora. Hi ha diferents tipus de pintures i cal escollir l’adequada segons el tipus de material que vulguem pintar. Materials bituminosos: son productes derivats del petroli, els més habituals son les pintures bituminoses i les teles asfàltiques, s’utilitzen per la impermeabilització de superfícies, cobertes etc.

Page 171: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 8

L’EDIFICI Un edifici és una construcció destinada a habitatges o altres usos. Parts d’un edifici:

• Elements estructurals principals: o Fonaments (6) o Pilars (1) o Jàsseres (2)

• Elements estructurals secundaris

o Biguetes (3) o Cassetó ceràmic / Revoltó (bovedilla) (4) o Voltes d’escala

• Elements que no són ni afecten a l’estructura

o Tancaments o Envans o Cels rasos o Revestiments

Page 172: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 9

ESTRUCTURA D’UN EDIFICI L’estructura és el conjunt d’elements resistents convenientment vinculats entre si, que accionen i reaccionen sota els efectes de les càrregues. La seva finalitat és resistir i transmetre les càrregues de l’edifici al terreny. Estructura de formigó armat TIPOLOGIES CONSTRUCTIVES MÉS COMUNS Construccions tradicionals:

• Parets de càrrega • Forjats unidireccionals

Parets de càrrega, bigues de fusta Estructures porticades (construcció moderna)

• Pilars i jàsseres de formigó o d’acer • Forjats unidireccionals

Estructura metàl·lica Estructures reticulars (construcció moderna)

• Pilars de formigó armat o d’acer • Forjats bidireccionals o reticulars de formigó

armat Estructura de formigó Estructures mixtes (construccions antigues)

• Pilars i jàsseres en planta baixa • Parets de càrrega i forjats unidireccionals en plantes superiors

Altres tipus: • Estructures prefabricades de formigó armat • Estructures de fusta • Estructures metàl·liques • Bigues de fusta laminada encolades • Forjats de xapa col·laborant

Page 173: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 10

ESTABILITAT I TRANSMISSIÓ DE CÀRREGUES CONCEPTE D’ACCIÓ I REACCIÓ ACCIÓ, és el conjunt de forces que s’exerceixen sobre un cos. Tota força exercida sobre un cos (acció) porta associada una altre força que s’oposa i tracta d’equilibrar l’anterior, que denominem REACCIÓ.

Acció Reacció

L’ESTRUCTURA Tota estructura ha de complir tres propietats: ESTABILITAT EN LES ESTRUCTURES Diem que una estructura és estable quan en actuar sobre aquesta distintes càrregues i forces externes es manté l’equilibri sense que hi hagi risc de caiguda o bolcada.

ESTABILITAT + RESISTÈNCIA + RIGIDESA 

Page 174: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 11

Estabilitat en estructures sotmeses a càrregues verticals Els elements que donen estabilitat vertical, són els fonaments mitjançant les sabates o lloses o qualsevol altre tipus. Estabilitat en estructures sotmeses a càrregues horitzontals Entre d’altres els elements que poden donar estabilitat horitzontal a una estructura son l’encast, l’augment de la base o bé els tirants i tensors.

RESISTÈNCIA DE LES ESTRUCTURES Una estructura és resistent quan és capaç de suportar les càrregues o forces externes a què es veu sotmesa. L’elasticitat, és la capacitat que presenten els materials per a deformar-se per l’acció d’una càrrega externa i recuperar les seves dimensions originals sense que es produeixin deformacions aparents. Elements que donen resistència a les estructures:

• Tirants (esforços de tracció). • Pilars (esforços de compressió). • Bigues (esforços de flexió).

Page 175: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 12

RIGIDESA DE LES ESTRUCTURES: Triangulació Rigidesa, és la capacitat que té una estructura de suportar millor els esforços en funció de la forma geomètrica que té la estructura. Els elements que composen una estructura estan sotmesos a diferents tipus d’esforços però hi ha formes geomètriques que suporten millor aquests esforços. Deformació Rigidesa Cables tensors i escaires Elements que donen rigidesa a les estructures:

• Triangulació • Cables tensors • Escaires

ELS ESFORÇOS EN LES ESTRUCTURES Quan sobre una estructura o un dels seus elements actua una força externa, aquest pateix una força interna que no podem veure però que existeix. Els esforços son les forces internes que pateixen els elements d’una estructura quan són sotmesos a forces externes. Les opcions que es produeixen en les estructures són de dos tipus:

• Empentes (forces) • Girs (moviments)

Què contrarestades per reaccions sotmeten els elements estructurals a esforços de diferents tipus. Bàsicament són els següents:

• Tracció • Compressió • Vinclament • Tallant • Flexió • Torsió

Page 176: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 13

Tracció Un element està sotmès a un esforç de tracció, quan sobre ell actuen dues forces en la mateixa direcció i d'igual magnitud però en sentit contrari i divergents.

Quan un element esta sotmès a aquest tipus d’esforços, les cares paral·leles a la direcció de les forces tendeixen a unir-se i les perpendiculars a separar-se, produint-se un allargament dels elements i una reducció per tracció.

Compressió Un element està sotmès a esforços de compressió quan sobre ell actuen dues forces en la mateixa direcció i de igual magnitud, però en sentits oposats i convergents.

Quan un element està sotmès a aquests tipus d’esforços les cares paral·leles a la direcció de les forces tendeixen a separar-se i les perpendiculars a unir-se, produint-se un escurçament de l’element i un eixamplament de la secció.

Flexió Un element està sotmès a esforços de flexió, quan actuen sobre ell dues forces iguals que tendeixen a doblegar-lo.

En la flexió es produeixen esforços de compressió, tracció i cisallament. La part superior de l’element es comprimeix, la inferior es tracciona o estira, existint entre les dues una línia neutra que no està sotmesa ni a compressió ni a tracció.

Torsió Un element esta sotmès a torsió quan dos parells de forces contràries actuen en sentit contrari.

En la torsió s’originen esforços de cisallament produïts per les rotacions en sentit contrari de les seves seccions. Aquests esforços també poden provocar el col·lapse de l’element per vinclament.

Page 177: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 14

Vinclament Un element esta sotmès a vinclament quan, estant sotmès a compressió, la seva longitud és gran i la seva secció és petita.

Aquests elements trenquen abans per l'efecte del vinclament que per l’efecte de la compressió.

Cisallament Un element esta sotmès a esforços tallants quan sobre ells actuen dues forces iguals i de sentit contrari en direccions paral·leles i molt pròximes.

Quan es sotmet un element a esforços de cisallament, aquest tendeix a desunir-se per esparracament en la separació dels dos plans en els que actuen les forces.

Page 178: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 15

ELS PRINCIPALS ELEMENTS CONSTRUCTIUS FONAMENTS Principis generals La funció dels fonaments, és la de repartir sobre el terreny el pes total de l’obra. És interessant, per determinar les seves dimensions conèixer d’una banda el pes total de l’obra (incloent les sobrecàrregues accidentals) i d’altra la capacitat portant del terreny sobre el qual descansarà el pes total de tota la construcció un cop acabada. Els fonaments, a igualtat de càrregues, seran de dimensions més grans quan menys consistent és el terreny. A igualtat de qualitat del tipus de terreny seran més grans quan més gran sigui la càrrega a suportar. Els fonaments estaran a una determinada profunditat per evitar possibles riscos de gelades. També tindrem present el drenatge del terreny, evitant que la presència d’aigua modifiqui la seva naturalesa. Els materials per realitzar els fonaments són els tradicionals utilitzats en construcció, encara que materials com el ferro o la fusta només els veurem en casos molt concrets. La utilització de la fusta en els fonaments, la veurem quan aquesta ha d’estar en medis aqüífers i a condició de que estigui totalment submergida en el medi. Pel que fa al ferro, el seu gran inconvenient és que ha d’estar protegit de manera eficaç. De tota manera el més habitual serà veure fonaments fets amb mamposteria, fàbrica de maó formigó o formigó en massa. Tipus de Fonaments Els fonaments els poden classificar segons la seva profunditat en superficials i profunds. Fonaments superficials Quan el terreny consistent el trobem a prop de la superfície. Dins d’aquest grup hi trobem: Sabates contínues o corregudes El material emprat generalment per aquest tipus de cimentació és el formigó amb una bona granulometria. Tot i que aquest tipus de formigó no exigeix una armadura, uns ferros longitudinals permeten formar un encadellat que permet salvar la falta d’homogeneïtat de certs terrenys.

Sabata aïllada De forma piramidal serveix de fonament a un pilar. Poden estar fetes de totxos o formigó, sent aquest últim, per la seva facilitat de posta en obra, el més utilitzat. També poden estar fetes amb formigó armat, el qual absorbirà els esforços a tracció produïts en la part baixa de la sabata.

Page 179: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 16

Lloses de cimentació S’adopta aquesta solució quan el terreny és poc resistent però homogeni. Es tracta d’una placa de formigó armat, d’espessor uniforme o amb reforços de bigues en les bases dels pilars, unint aquests. Fonaments profunds Quan ens trobem que el terreny resistent necessari per l’assentament de la construcció es troba a gran profunditat, utilitzarem el sistema de pilotatge per transmetre les càrregues de l’edifici al terreny resistent.

Pilotatge clavat Pot ser de fusta, acer i formigó prefabricat. En el cas del de fusta, quan aquesta estigui en contacte amb l’aigua, haurà d’estar submergida en tota la seva longitud. S'introdueix en el terreny a cops mitjançant una maça. La seva longitud màxima és de 5 m. Pilotatge emmotllurat en el terreny (in situ) Aquests poden ser endinsats o prefabricats. En el cas dels endinsats, consisteix en introduir en el terreny un tub foradat d’acer mitjançant cops de maça que posteriorment omplirem amb l’armadura i el formigó. En el cas dels prefabricats, l’operació és bastant més senzilla, ja que del que es tracta és fer un forat amb una barrina i posteriorment introduir el prefabricat. Murs de contenció La seva funció és la de suportar empentes horitzontals o inclinades, ja sigui d’empentes de terres, com de fluids tipus aigua o d’altres. Segons la forma de treballar podem distingir dos tipus de murs, els de gravetat i els lleugers. Murs de gravetat  Aquells que s’oposen a les empentes de les terres per efecte del seu propi pes. Poden estar construïts amb pedra, totxos o formigó emmotllurat entre encofrats.

Page 180: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 17

Murs lleugers  Tenen una forma estudiada del seu perfil. Aquesta condició possibilita una economia de materials conservant una excel·lent estabilitat. Aquests tipus de murs implica la utilització de formigó, col·locant les armadures en les zones de tracció del perfil. Murs pantalla Són murs realitzats in situ, els utilitzem quan la construcció de l’edifici es preveu que serà a gran profunditat independentment de la naturalesa del terreny. Aquestes construccions acostumen a ser destinades a soterranis i pàrquings. La seva construcció acostuma a ser laboriosa i per fases. ELEMENTS ESTRUCTURALS En l’apartat de l’EDIFICI, ja hem fet una extensa definició de les diferents tipologies d’estructures existents, per simplificar podem dir que bàsicament n'hi ha de dos tipus: murs de càrrega o portants i estructures reticulars. Estructures de murs de càrrega En aquests tipus d’estructures, les càrregues són transmeses pels forjats als murs que actuen com elements resistents. Estructura habitual fins a principis de segle. L’aparició de l’acer laminat i el formigó armat, com elements estructurals, han relegat el seu ús a edificacions d’escassa alçada i superfície com xalets o naus industrials. Com a element de construcció d’aquests murs s’utilitza fonamentalment la fàbrica de maó o de bloc de formigó. Estructures reticulars En aquests tipus d’estructures les càrregues es transmeten entre els seus elements deixant lliures de càrregues els murs, que actuen en aquest cas, com elements de tancament o distribució. Els elements fonamentals d’aquest tipus d’estructures són els pilars, bigues i forjats. Les sobrecàrregues es produeixen principalment sobre els forjats, aquests transmeten les càrregues a les bigues, aquestes ho fan als pilars i finalment al terreny mitjançant la fonamentació. Les estructures reticulars estan construïdes fonamentalment amb formigó armat, acer o mixtes, encara que també podem trobar algunes estructures on els pilars estan realitzats amb fàbrica de maó.

Page 181: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 18

Tancaments, parets i envans Definirem parets com aquells elements portants verticals, de secció recta molt allargada. Els envans en canvi no tenen cap funció portant. Tipus:

• Façanes i murs pinyó (2-5) Constitueixen el conjunt de les parets de façana. Aquests tipus de parets a banda de la seva capacitat portant, han d’oferir un aïllament tèrmic i acústic suficient.

• Parets divisòries / envans (6-7) Són les que serveixen de recolzament intermedi als pisos i proporcionen l’arriostrament a la construcció i divideixen la construcció en estàncies.

• Parets de caixa d’escala Estan destinades a suportar les escales.

• Parets mitgeres (3) Construïdes sobre el límit de la finca, pertanyen a dos o més propietaris.

• Paret mestra, paret de càrrega (4) Tenen un gruix com a mínim de 15 cm i és on es recolzen les bigues del forjat, en el cas d'una estructura de murs de càrrega.

Pisos i lloses (forjats) Els forjats es composen de tres parts diferenciades:

a) Part encarregada de la sustentació: biguetes de fusta, bigues metàl·liques, bigues prefabricades de formigó armat o pretensat i forjats de reomplert, lloses de formigó armat, massisses o amb nervadures.

b) Part de revestiment Pavimentació acabada i que descansa sobre l’estructura de sustentació - enrajolat - parquet de fusta - gres - revestiments sintètics

c) Sostre fals o cel ras Sostre realitzat sota l’element de sustentació, arrebossat amb guix o amb plaques prefabricades de materials de totes les classes.

La part portant ha de resistir les càrregues transmeses pel seu propi pes i les càrregues previstes pels reglaments en vigor. Com pes propi, s’entén el conjunt de pes de l’element de sustentació, la part de revestiment i el sostre fals o cel ras.

Page 182: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 19

Per a la realització de càlculs, les sobrecàrregues estan fixades pels reglaments en vigor i segons les zones, aquests es veuen incrementats per les inclemències climatològiques, com ara la neu. Elements més importants d’un forjat La biga Les bigues són elements de formigó armat, metàl·liques o mixtes, encara que antigament s’utilitzava fonamentalment la fusta. En el cas de les bigues de formigó, la seva secció és rectangular o quadrada i poden o no sobresortir del forjat. Les metàl·liques estan construïdes per perfils d’acer simples o compostos i les mixtes consten d’un perfil metàl·lic en la part inferior que absorbeix els esforços de tracció i un cap de formigó armat que absorbeix els esforços de compressió ambdós sòlidament units mitjançant grapes o connectors. La jàssera (biga mestra)  La jàssera és una biga de ferro, formigó armat o fusta, ideada per suportar grans càrregues, generalment s’utilitza per grans llums i estan col·locades transversalment formant l’entramat del sostre d’una planta. El cassetó ceràmic (bovedilla)  Serveix per cobrir el sostre entre dues bigues amb una funció d’element d’encofrar, en cap cas té una funció resistent. Generalment són de material ceràmic encara que també poden ser prefabricats, o inclús els podem trobar de poliestirè extrusionat. Tipus de forjats Forjats o pisos de fusta Actualment els forjats de fusta són poc utilitzats en la construcció d’edificis de varis pisos, tot i que la seva senzillesa de posta en obra els fan idonis quan es tracta de la construcció d’una casa de camp, pavellons o cases particulars.

Page 183: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 20

Els inconvenients principals dels pisos de fusta, són el mal comportament d’aquesta davant la humitat i el debilitament del gruix de les parets portants per l’assentament de les bigues de fusta. D’altra banda el seu cost econòmic de posta en obra i les seves qualitats naturals d’aïllant tèrmic i acústic són factors favorables dels pisos o forjats de fusta.          Diferents tipus de forjats de fusta Forjats o pisos metàl·lics Són els més idonis quan estem davant d’una estructura metàl·lica. Aquests tipus de forjats són els apropiats per cobrir grans llums i fortes càrregues. Aquests factors juntament amb el seu reduït volum i la seva rapidesa de posta en obra, són excel·lents solucions per a les construccions industrials i immobles destinats a oficines. La seva utilització en la construcció d'habitacles és poc habitual. Com a factor negatiu, aquests tipus de forjats s’han de protegir enfront l’oxidació. Forjats de formigó armat Tenen un gran camp d’aplicació tant en immobles de varies plantes com en habitacles particulars. Ofereixen la possibilitat monolítica i garanties d’una excel·lent lligadura entre tots els elements portants. En la major part dels casos la seva realització és econòmica. Podem distingir 3 tipus característics de forjats a base de formigó armat:

a) Forjats realitzats totalment a l’obra. Són coneguts també com a forjats bidireccionals, ja que els nervis que els formen van en dues direccions i, per a la seva realització és necessària la construcció d’un encofrat a tota la superfície del forjat.

b) Forjats realitzats amb peces prefabricades. També coneguts com a forjats unidireccionals, ja que com la mateixa paraula indica són forjats en els quals els nervis van en una sola direcció. Per a la realització d’aquests tipus de forjats s’utilitzen peces prefabricades com cassetons ceràmics o bigues pretensades.

c) Forjats completament prefabricats. Aquests tipus de forjats estan constituïts per lloses d'unes determinades dimensions i l'única cosa que s'ha de fer a l'obra és col·locar-les i rejuntar-les.

       Forjat unidireccional Forjat bidireccional Forjat prefabricat

Page 184: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 21

Forjat col·laborant Les escales Les escales són uns elements inclinats que serveixen per unir, a través dels esglaons successius, els diferents nivells d’una construcció. El disseny de les escales ve regulat per unes normes, les quals proporcionen unes dimensions amb la finalitat que la seva utilització sigui còmoda. Elements d’una escala:

1. Entornpeu (Zanca)  2. Estesa (Huella) 3. Fondària d'esglaó 4. Alçaria d'esglaó 5. Davanter (contrahuella) 6. Volada 7. Ample d'escala 8. Pendent

A nivell d'exemple una escala interior d'un edifici d'habitacles podria tenir les mides següents:

• Estesa de 28 cm • Davanter de 18 cm (contrahuella) • Una amplada 100 cm • I una pendent de 25 %

Cobertes Les cobertes constitueixen el tancament superior de l’edifici. La climatologia condiciona el tipus de coberta. Així en climes amb molt de sol i poca pluja les cobertes seran planes u horitzontals. Pel contrari en zones molt plujoses predominen les cobertes inclinades. En zones alpines amb grans precipitacions de neu les cobertes tindran pendents molt fortes per evitar l’acumulació del pes de la neu. Les cobertes dels edificis les podem classificar en cobertes planes i cobertes inclinades.

Page 185: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 22

Cobertes planes Són els tipus de coberta que ens trobarem en els terrats. Aquests tipus de cobertes necessitaran d’un manteniment més acurat que les cobertes inclinades. Presenten més problemes, han de tenir una capa impermeabilitzant i un aïllant . La seva gran avantatge és que en alguns casos són transitables. Cobertes inclinades La seva inclinació en molts casos vindrà predeterminada segons la climatologia del lloc on ens trobem ja que serà més inclinada quan més plujosa sigui la zona. Presenta menys problemes de manteniment que les anteriors tot i que també ha de portar aïllants tant tèrmics com acústics. En els edificis destinats a usos industrials, normalment naus, l’estructura de la coberta acostuma a ser d'encavallades o pòrtics i la forma de la coberta en dents de serra. La diferència entre una encavallada i un pòrtic està en la seva forma de treball. L'encavallada és un element triangular que tan sols transmet als punts de recolzament els esforços de compressió. Es poden identificar fàcilment pel seu aspecte triangular i mallat i per l’existència freqüent d’un cordó inferior. El pòrtic és un element triangular que no necessita del cordó inferior per complir la seva funció resistent, ni presenta l’estructura mallada de les encavallades. Estructura encavallada de fusta Estructura porticada

Page 186: Temari Bombers Voluntaris

     Construcció

Pàgina 23

ELEMENTS NO ESTRUCTURALS Façanes Tancament perimetral d’un edifici. Cal distingir si és un element estructural o no:

• Obra de fabrica de maó ceràmic d’un full o dos fulls: De 15 a 30 cm. d’ample normalment.

• Mur cortina: retícula autoportant metàl·lica. Sustentació amb ancoratges, regulables

• Façana prefabricada: Grans peces de formigó armat prefabricat. Diferents sistemes d’anclatge a l’estructura.

La majoria de tancaments d’edificis d’habitatges, estan realitzats amb fabrica de maó. Aquests poden ser:

• Obra vista • Per revestir

o Arrebossat o Monocapa o Aplacat

Pedra natural Pedra artificial Rajoles ceràmiques

Divisions interiors Realitzades amb diferents materials, materials ceràmics, fusta, plafons de guix, etc. Divisions mitgeres Les divisions entre habitatges, caixes d’escala i patis d’un mateix edifici, són normalment de 15 cm. d’amplada. Fals sostres És un element constructiu situat a certa distància per sota del forjat o de la pròpia teulada. Habitualment es construeix amb peces prefabricades de guix, alumini, escaiola o PVC, suportades per filferros, fixacions metàl·liques, etc. Envans pluvials L’envà pluvial és un element constructiu que proporciona aïllament i impermeabilització a les parets mitgeres, els materials utilitzats son diversos. Instal·lacions Instal·lacions d’aigua sanitària Desguàs d’aigües pluvials i brutes Instal·lacions elèctriques Instal·lació de gas Instal·lació de telecomunicacions

Page 187: Temari Bombers Voluntaris

39

TEMA 12. PRINCIPIS D’ELECTRICITAT I RISC ELÈCTRIC

Page 188: Temari Bombers Voluntaris

40

Page 189: Temari Bombers Voluntaris

143

1. INTRODUCCIÓ En aquest curs bàsic d’electricitat s’estudien els principis teòrics d’aquesta part de la física. El contingut del curs pretén donar uns coneixements bàsics per a la formació del bomber, que de segur li seran d’utilitat al llarg de la seva carrera professional. De totes maneres, aquell bomber que estigui interessat en temes relacionats amb l’electricitat, hauria d’informar-se també amb altra documentació que tracti els temes més a fons. Per tot això, al final dels apunts adjuntem la bibliografia bàsica que hem utilitzat per realitzar-los.

2. TEORIA ATÒMICA Els materials estan compostos de molècules, que són les parts més petites en què es pot dividir la matèria i que mantenen les propietats físiques d’aquests. Les molècules per la seva part estan compostes per àtoms, i aquests últims es componen de protons, neutrons i electrons. Els protons i els neutrons es troben en el nucli de l’àtom; i girant en òrbites es troben els electrons. Els electrons i els protons són de càrrega elèctrica contrària però de la mateixa magnitud. La càrrega del protó és positiva i la de l’electró negativa. Els electrons poden perdre la seva posició amb facilitat doncs es troben a l’escorça de l’àtom, en canvi, els protons i els neutrons es troben en el nucli. Per tot això, diem que l’origen de l’electricitat es deu al desplaçament dels electrons. Els àtoms tendeixen a l’estat neutre o sense càrrega; això implica que a l’escorça hi haurà tants electrons com protons tingui el nucli; Si a un àtom de Liti li sumem les seves càrregues, veiem que la suma total és nul·la: 3(+) + 3 (-) = 0. Si freguem el material podem arrencar-li un electró de la seva última òrbita.

3 (+) + 2 (-) = 1 (+) Aquest àtom té una suma de càrregues que ja no és nul·la, donant com a resultat una suma de càrregues positiva; direm que és un àtom carregat positivament o que s’ha convertit en un catió (ió positiu). Al contrari, si el que fem és donar-li un electró més a l’escorça, obtindrem:

3 (+) + 4 (-) = 1 (-) En aquest cas obtenim un anió (ió negatiu) Amb això veiem com podem electritzar els àtoms: afegint o traient electrons, donant un potencial que pot ésser positiu o negatiu.

Page 190: Temari Bombers Voluntaris

144

3. L’ELECTRÓ És una partícula idèntica en totes les substàncies, tant si es tracta de vidre, aigua o carbó. És la partícula més important d’un àtom doncs disposa de càrrega i mobilitat per desplaçar-se per altres substàncies, essent la càrrega i la mobilitat els dos factors necessaris perquè es produeixi el corrent elèctric.

L’electró té una massa de 9’106 3110 Kg.

3.1. Corrent d’electrons Tot àtom tendeix a un estat d’equilibri o estat neutre, donant o absorbint electrons, fins a equilibrar la seva càrrega, és a dir, que els electrons de l’escorça tinguin la mateixa quantitat que els protons que conté el nucli. Si, mitjançant un conductor, unim dos cossos amb diferent potencial, és a dir, un amb excés d’electrons i un altre amb defecte d’electrons, s’establirà un flux d’electrons que aniran del cos que té un excés d’electrons al cos que li’n falten. Aquest flux o corrent d’electrons desapareixerà en el moment en què hi falli el conductor, o en el moment d’equilibri de les càrregues dels dos cossos.

3.2. Sentit del corrent Partint del que hem après fins ara, veiem que el desplaçament dels electrons va des del cos carregat negativament (amb excés de electrons), al cos carregat positivament o amb defecte d’electrons.

- Sentit convencional del corrent: És el sentit que s’adopta per indicar el sentit de la circulació del corrent en esquemes, textos, etc. Indica que la circulació del corrent va de positiu (+) a negatiu (-).

Però si tractem el sentit físic de circulació dels electrons, apliquem la teoria de – a +.

En els principis de l’electricitat, els físics que l’estudiaven van observar que hi havia unes partícules en moviment que produïen els fenòmens elèctrics i van adoptar la simbologia (+, -) per descriure el seu moviment, del cos on hi ha més partícules (+), al cos que les rep que en té menys (-). Així ho van estar representant durant molts anys. Quant els mitjans tècnics ho van permetre, els físics van adonar-se que les càrregues en moviment eren els electrons, els quals tenien càrrega negativa. Un cop observat això, van decidir no canviar la nomenclatura antiga i la van anomenar com a sentit convencional del corrent. Però quan realitzen estudis de laboratori apliquen el sentit físic del corrent, dient que els electrons circulen del cos carregat negativament (amb excés d’electrons), cap al cos carregat positivament.

Page 191: Temari Bombers Voluntaris

145

4. CIRCUIT ELÈCTRIC El corrent elèctric necessita de dues condicions per circular i mantenir-se, la primera és l’existència d’un generador o font d’electrons i, la segona, que hi hagi un camí sense interrupció pel qual puguin circular els electrons. Els receptors aprofiten el corrent d’electrons que circulen pel seu interior per adaptar-los a les necessitats de l’home; bé sigui per produir llum, escalfor o moviment, etc. Per a la manipulació i posada en marxa dels receptors acoblats a un circuit elèctric, tenim els elements de comandament, bé siguin interruptors, contactors, telerruptors, etc.

Entenem com a circuit elèctric el conjunt de materials elèctrics (conductors, receptors, comandaments, aparells de protecció, etc.) alimentats per una mateixa font d’energia amb

diferents fases o polaritats.

Els circuits estaran oberts o tancats depenent de si permeten o no la circulació dels electrons. Direm que un circuit està obert quant no permet la circulació dels electrons, i estarà tancat quant permeti la circulació d’electrons.

5. CLASSES DE CORRENT ELÈCTRIC

- Corrent continu (c.c.): Quan circula sempre en el mateix sentit, i amb un valor constant.

- Corrent altern (c.a.): És aquell que té un valor variable al llarg del temps. Aquesta variació és produeix de forma periòdica alternant entre valors positius i negatius. La forma més habitual de representar el corrent altern és mitjançant una ona sinusoïdal.

6. EFECTES DEL CORRENT ELÈCTRIC El corrent elèctric pot produir efectes magnètics (electroimants), químics (electròlisi), lluminosos (bombetes), calorífics (estufes) i dinàmics (motors). El corrent elèctric, quan circula per un conductor, crea un camp magnètic, sent el principi de funcionament dels motors, però també succeeix l’efecte invers, tot conductor que circula per l’ interior d’un camp magnètic genera al seu interior una circulació d’electrons, sent aquest el principi de funcionament dels generadors.

7. MAGNITUDS PRINCIPALS

7.1. Càrrega elèctrica Es denomina càrrega elèctrica la quantitat d’electrons que poden fluir a través de l’àrea transversal d’un conductor en un segon, quan la intensitat de corrent és de un amper. Dos cossos amb diferent càrrega elèctrica, un amb excés d’electrons i un altre amb defecte d’electrons tindran un potencial entre ells diferent de zero i aquest augmentarà de valor com més gran sigui la seva diferència de càrregues. D’aquest principi físic ve el valor de tensió o diferència de potencial.

Page 192: Temari Bombers Voluntaris

146

7.2. Resistència elèctrica La resistència elèctrica és un estat físic dels materials, i mesura l’oposició a la circulació d’electrons pel seu interior. Aquesta característica pot variar en funció de la seva temperatura, grau d’humitat o altres factors que poden alterar aquest estat propi de la matèria.

- Resistència elèctrica: Dificultat que oposa un material a la circulació del corrent elèctric pel seu interior. La seva unitat de mesura és l’Ohm, i es representa amb la lletra grega

Omega ( ). L’Ohm és la unitat principal, però en té d’altres que són múltiples i submúltiples d’aquest: Unitats de resistència elèctrica:

- Mega Ohm M = 106

- Kilo Ohm K = 1.000

- Mili Ohm m = 0’001

- Micro Ohm = 10 6

Segons la resistència elèctrica, els materials es classifiquen en tres grups:

- Conductors - Semiconductors - Aïllants

La resistència elèctrica d’un conductor ve donada per la fórmula següent:

R = δS

L [Ω]

On: δ = Coeficient de resistivitat del material a 20 º C. És una constant que depèn de cada

material, en el cas del coure val 0,017. L = Longitud del conductor. S = Secció del conductor.

7.3. Quantitat d’electricitat És el nombre total de càrregues que circulen per un conductor en un determinat període de temps. La seva unitat fonamental és l’electró però s’ha desestimat per tenir un valor molt petit. Com a unitat de mesura, s’ha pres el Coulomb.

- 1 Coulomb: És la quantitat d’electricitat que, circulant per una dissolució d’argent, separada 118 mg d’aquest metall. Es representa amb la lletra [Q], en honor al descobridor de la llei fonamental de l’electrostàtica, Charles Coulomb.

- 1 Coulomb = 6’24 1018

Electrons.

Page 193: Temari Bombers Voluntaris

147

7.4. Intensitat de corrent És la mesura del corrent elèctric en relació al temps i té l’amper com a unitat. Direm que un amper és la quantitat de corrent que circula per un conductor amb una càrrega equivalent a 1 Coulomb i amb un interval de temps igual a 1 segon.

I = t

Q Q = Quantitat d’electricitat en (Coulomb).

I = Intensitat de corrent en (ampers). t = Temps (segons)

7.5. Força electromotriu, diferència de potencial Com ja sabeu, sempre que tinguem dos cossos amb diferent potencial i els unim mitjançant un conductor, es generarà una circulació d’electrons per compensar-lo. Aquesta circulació deixarà de ser-hi quant els dos cossos igualin els seus potencials, o dit d’una altra manera, quan la diferència de potencial entre els dos cossos sigui zero. Per mantenir la diferència de potencial entre els dos cossos i poder mantenir la circulació d’electrons, és necessari produir un excés o defecte d’electrons, i poder mantenir la circulació de corrent; doncs bé, aquesta força l’anomenem Força electromotriu (f.e.m). Definició: Entenem com a força electromotriu la força que provoca que un cos adquireixi una energia o diferència de potencial. Si a un cos li produïm un excés o defecte d’electrons mitjançant una f.e.m, i el comparem amb un altre cos, veurem que entre dos cossos existeixen diferents energies o potencials elèctrics, i per tant entre ambdós cossos existirà una diferència de potencial (d.d.p). Tant la f.e.m com la d.d.p de potencial es mesuren amb la mateixa unitat, el [Volt]. A la diferència de potencial també se l’anomena tensió o voltatge.

7.6. Efecte Joule Es l’efecte calorífic que es produeix pel fregament dels electrons amb els àtoms del material conductor quan per aquest circula un corrent elèctric. L’efecte Joule augmentarà com més gran sigui la resistència elèctrica del material per on circula el corrent, i amb un mateix material variarà depenent de la secció, com més gran és la secció, menor és l’escalfament per una mateixa intensitat. En la mateixa secció, si augmentem la intensitat el seu escalfament també serà més gran. Aquest fenomen és fonamental per establir la seguretat de les instal·lacions elèctriques, i és per això que el Reglament electrotècnic de baixa tensió estableix el corrent màxim que es permet que circuli pels conductors de diferents materials i seccions.

Page 194: Temari Bombers Voluntaris

148

L’expressió matemàtica de la quantitat de calor produïda en un conductor per la circulació d’un corrent elèctric és la següent:

Q = R I² t 0’24 [Calories] Q = Quantitat de calor R = Resistència del conductor I = Intensitat de corrent t = Temps en segons 0’24 = Coeficient de proporcionalitat

7.7. Variació de la resistència en funció de la temperatura La resistivitat dels materials varia amb la variació de temperatura que experimentin. Per tant, si variem la temperatura d’un conductor variarem la resistivitat del material i això farà variar la resistència del mateix, que en el fons es l’únic que ens interessa. Com a resultat tenim que un conductor en el qual augmenti la temperatura, augmentarà la seva resistència per a una mateixa unitat de longitud.

8. RESUM DE CONCEPTES CLAUS: SÍMIL HIDRÀULIC Fins ara, estudiant l’electricitat hem parlat del circuit elèctric, en el qual veiem que hi ha tres conceptes principals que són: la tensió que apliquem al circuit, la resistència dels conductors i la intensitat de corrent. Comparat amb un riu o un conducte per on circula l’aigua, veiem que es donen una sèrie de similituds que ens serviran per comprendre millor el concepte del corrent elèctric. La tensió o diferència de potencial, seria la pressió de circulació o la diferència d’alçada entre el principi i el final de la canonada; en el cas d’una presa, seria la diferencia d’alçada entre el nivell de l’aigua i el terra. La resistència elèctrica és l’equivalent a les pèrdues de carrega de la canonada: com més gran sigui el diàmetre de la canonada, menys pèrdues de carrega i major capacitat per a la circulació de cabals majors hi haurà. Per últim la intensitat del corrent, seria el cabal o quantitat d’aigua que circularia en unitat de temps. Com més cabal circula per un conducte, majors són les pèrdues de càrrega; en electricitat les pèrdues de carrega o pressió seria una disminució de la tensió donada per la font d’energia. El curtcircuit elèctric seria el trencament de la presa, on l’aigua acumulada troba una resistència zero per anar pendent avall, en forma de riuada, fent malbé tot el que es troba pel camí. Com a referència per a més endavant, reflexioneu un moment sobre quin de aquests factors són els que originen els danys materials en les riuades: l’alçada de l’aigua o el cabal?

Page 195: Temari Bombers Voluntaris

149

És clar que el que provoca el mal és el cabal o quantitat d’aigua, doncs en el cas del trencament d’una presa tota l’aigua baixa de cop amb un cabal molt alt, emportant-se per davant tot el que troba. També podem fixar-nos en el cas d’un terratrèmol submarí, on l’alçada de l’ona sol ser de 10 a 20 metres, però la quantitat d’aigua o cabal és desproporcionada, i és el que acaba causant tots els danys; al contrari, si agafem una galleda d’aigua i la llancem des de la part alta d’un gratacels no provocarem cap dany, doncs el cabal és mínim. D’aquí podem concloure que el dany fisiològic produït en el cos humà en cas de sofrir una electrocució, el produirà la intensitat de corrent que hi circuli .

9. LLEI D’OHM Perquè es produeixi una circulació d’electrons en un circuit elèctric, s’ha de produir una diferència de potencial la qual, com més gran sigui, més gran farà que sigui la circulació de corrent. També cal recordar que la circulació d’electrons dependrà de la resistència elèctrica dels conductors i que com més gran sigui, menor serà la circulació de corrent; doncs bé, tots aquests factors estan relacionats en una llei que coneixem com a llei d’Ohm ,en honor al seu descobridor, George Simon Ohm (1787-1854).

Llei d’Ohm: En un circuit elèctric, la intensitat del corrent que hi circula, és directament proporcional a la tensió aplicada e inversament proporcional a la resistència que oposa el circuit.

R = Resistència elèctrica.

R = I

V V = Tensió.

I = Intensitat de corrent.

Amb aquesta llei, si coneixem dues magnituds del circuit, podem trobar-ne la tercera.

V = R I I = R

V

També definirem el volt: un volt serà la tensió necessària per a què en un circuit amb una resistència d’un Ohm, hi circuli un corrent d’un amper.

10. POTÈNCIA I ENERGIA ELÈCTRICA Segons la física, força és qualsevol causa que pot generar moviment. Perquè es produeixi un moviment d’electrons és necessària una f.e.m, que mantingui una d.d.p en el circuit elèctric, per poder mantenir la circulació d’electrons. També, en física, diem que treball és el producte de la força aplicada sobre un cos, per l’espai que aquest ha recorregut, per això direm que només hi haurà treball si hi ha moviment .

Page 196: Temari Bombers Voluntaris

150

En electricitat, direm que hi haurà un treball (E), que serà igual a la diferència de potencial entre

dos punts (U A –U B ), per la quantitat d’electricitat que circularà per aquest circuit (Q).

E = Q (U A –U B )

En física, la potència és la quantitat de treball en la unitat de temps. S’obtindrà més potència quan realitzem més treball amb la mateixa unitat de temps. Per tant, en electricitat, la potència elèctrica serà la quantitat de treball (E), realitzat en la unitat de temps.

P = E/t = t

Q (U A –U B ) Com ja sabem

t

Q = I

D’aquí deduirem que la Potència elèctrica serà. P = V I On V és la diferència de potencial i I la intensitat de corrent. La unitat de mesura serà el Wat (W). L’equivalència entre el Wat i el cavall serà: 736 W = 1 CV .

10.1. Energia elèctrica L’energia elèctrica és una potència realitzada per la unitat de temps.

E = P t

En electricitat, la unitat més freqüent es el KWh, que és la unitat que les companyies elèctriques utilitzen per a la facturació del consum energètic.

11. APARELLS DE MESURA Com tots coneixem, els aparells elèctrics tenen unes característiques determinades que venen donades per les seves especificacions a l’hora de fabricar-los. Quan anem a comprar un electrodomèstic per a la nostra llar, no ens fixem en la tensió de treball, perquè ve unificada pel RBT (reglament electrotècnic de baixa tensió) i, tothom té 230V a la seva llar. Del que cal parlar és de les prestacions o potència de consum, encara que actualment, en els aparells electrònics, ni ens hi fixem. Ningú sap la potència que consumeix el seu ordinador, el seu televisor, etc. En la vida del bomber, els aparells elèctrics que utilitzem per treballar en les nostres actuacions, (focus, electrobombes, disc elèctric), generalment vénen amb dotació d’un generador, el qual dona unes prestacions de tensió i potència adequats a les nostres eines. En la dotació del vehicles portem un discriminador de corrent, que ens indicarà la tensió de servei d’instal·lacions elèctriques alienes, a la qual podem connectar les nostres eines. Ara explicarem l’ús de diversos aparells de mesura de les magnituds elèctriques i les seves característiques.

Page 197: Temari Bombers Voluntaris

151

11.1. Simbologia dels aparells de mesura

Instrument de mesura. Símbol general

Amperímetre.

Instrument registrador. Símbol general.

Voltímetre.

Comptador d’energia activa.

Wattímetre.

Freqüencímetre.

Òhmímetre.

Taula 1: Símbols dels aparells de mesura més comuns.

11.2 Escala En la majoria dels aparells de mesura existeixen diferents escalats o intervals de medició (0 a 30 mA), (0- 400 V), etc. Hi ha instruments que seleccionen l’escalat automàticament. Però els més freqüents són els aparells amb selecció d’escala manual. Amb aparells d’escala manual sempre començarem a mesurar amb el grau d’escala més alt, i anirem baixant el grau d’escala fins que el valor mesurat quedi a ¾ ,aproximadament, del fons d’escala, per mesurar amb més precisió, doncs l’aparell donarà menys error de medició.

11.3. Mesura de tensions Per realitzar aquesta mesura, connectarem l’aparell en paral·lel. Els voltímetres són aparells amb una resistència interna molt elevada. Si col·loquem un voltímetre en sèrie en un circuit, aquest es comportarà com un circuit obert ja que la resistència interna és molt elevada, comparable a la resistència elèctrica de l’aire en un circuit obert. Un voltímetre adequat en la seva escala a la tensió a mesurar mai el farem malbé per una mala connexió.

11.4. Mesura d’intensitats L’aparell a utilitzar serà l’amperímetre, el connectarem en sèrie en el circuit que volem mesurar. Els amperímetres són aparells molt sensibles i amb una resistència interior molt baixa, al contrari que el voltímetre, el qual, si fos connectat en paral·lel es faria malbé doncs provocaríem un curt circuit al seu interior.

Page 198: Temari Bombers Voluntaris

152

11.5. Mesura de resistències Per realitzar aquestes mesures utilitzarem l’ohmímetre, i sempre es farà amb la resistència que volem mesurar fora de la xarxa d’alimentació, o de la font d’energia. La mesura es realitzarà connectant en sèrie l’ohmímetre amb la resistència a mesurar. L’ohmímetre és un aparell que té una pila al seu interior que fa circular un corrent per l’ interior de la resistència a mesurar. És un aparell molt sensible i sempre treballarà sense tensió.

11.6. Multímetre o tester Aparell que pot mesurar indistintament magnituds diferents (tensions, intensitats, resistències). La seva utilització serà igual que l’amperímetre, el voltímetre, i l’ohmímetre amb l’única precaució d’adequar l’escala de l’aparell a la magnitud i al valor que volem mesurar.

11.7. Discriminador de tensió Aparell que porten els vehicles amb la bossa d’eines elèctriques, que serveix per discriminar la tensió que dóna un endoll o qualsevol accessori connectat a una font d’energia elèctrica. Es connecta en paral·lel amb l’endoll a mesurar .

11.8 Com utilitzar els aparells de mesura

1- Seleccionar la magnitud a mesurar (multímetre). 2- Seleccionar l’escala major. 3- Connectar l’aparell. 4- Adequar l’escala (si s’escau).

Page 199: Temari Bombers Voluntaris

153

RISC ELÈCTRIC

Títol

Page 200: Temari Bombers Voluntaris

154

Page 201: Temari Bombers Voluntaris

Principis d’electricitat

155

3.1. INTRODUCCIÓ Els riscos elèctrics es poden classificar en:

- Riscos per a les instal·lacions o equips de consum. - Riscos per a les persones.

Actualment, el RBT regula la execució i els equips de protecció de les instal·lacions elèctriques per minimitzar al màxim ambdós riscos. Si bé les instal·lacions domèstiques e industrials estan protegides contra les possibles fallades de la instal·lació elèctrica així com de possibles avaries dels receptors elèctrics, es poden veure afectades per:

- Sobrecàrregues: Entenem per sobrecàrregues la circulació d’un corrent elèctric superior al corrent previst, en el disseny del circuit elèctric.

- Curtcircuits: És la unió franca de dos conductors a diferent potencial, sense cap resistència elèctrica entre ells.

- Defectes d’aïllament: Connexió elèctrica franca, entre un conductor i una massa metàl·lica accessible de les instal·lacions o equips elèctrics.

Pel que fa als riscos per a les persones, aquests poden ser deguts a:

- Contactes directes: Contactes de persones amb parts actives dels materials i equips que formen una instal·lació elèctrica, per exemple, un nen que fica els dits dins d’un endoll, o un transportista que, descarregant el seu vehicle amb una grua, toca accidentalment uns cables de distribució de corrent.

- Contactes indirectes: Contactes de persones amb masses posades accidentalment sota tensió. Com exemples citarem el fet que ens passi el corrent en ficar la moneda en una màquina de begudes, o la persona a qui passa el corrent quan toca la rentadora.

Els contactes elèctrics amb les persones tindran una major o menor gravetat depenent dels paràmetres següents:

- Intensitat de corrent que circuli pel cos. - Duració del contacte. - Recorregut del corrent per l’interior del cos humà. - Resistència elèctrica del cos humà.

3.2. DISPOSITIUS GENERALS DE COMANDAMENT I PROTECCIÓ.

3.2.1. Magnetotèrmic Aparell de funcionament electromagnètic que protegeix contra les sobrecàrregues i les sobreintensitats d’una instal·lació elèctrica, ja sigui motivat per un excés de consum o per un defecte d’aïllament de les parts actives de la instal·lació.

Page 202: Temari Bombers Voluntaris

Principis d’electricitat

156

- Dispositiu tèrmic: Actua com a relé tèrmic per a la sobreintensitat, actuant d’acord amb el temps i el valor de la d’aquesta. Es fabrica amb diferents gràfiques de tall que regulen aquests dos paràmetres.

- Dispositiu electromagnètic: Actua de forma instantània quan detecta un curtcircuit o

sobreintensitats d’un valor molt elevat.

Ve calibrat amb la tensió de servei o tensió nominal, i la intensitat màxima o intensitat nominal. Qualsevol intensitat per sobre de la intensitat nominal farà actuar els seus dispositius de seguretat desconnectant el circuit el qual protegeix.

3.2.2. Diferencial Aparell que protegeix contra els defectes d’aïllament. Adopta un nucli toroïdal que envolta tots els conductors d’un circuit elèctric i que actua desconnectant aquest quan hi ha una fuga de corrent en el circuit que controla. La seva sensibilitat dependrà del valor de la fuga de corrent en el moment de desconnexió del circuit, classificant-se en diferencials d’alta, mitjana i baixa sensibilitat. Entenem com a sensibilitat, el corrent de defecte mínim per tal que l’aparell actuï desconnectant el circuit elèctric. Ve calibrat amb la seva tensió nominal, la seva intensitat nominal i la seva sensibilitat. En instal·lacions interiors domèstiques s’utilitzen diferencials d’alta sensibilitat amb una intensitat de defecte de 30 mA.

3.2.3. ICP: Interruptor Control de Potencia És un magnetotèrmic instal·lat per un instal·lador autoritzat. És un dispositiu de control de la companyia elèctrica, que regula la potencia contractada per l’usuari, instal·lat amb anterioritat al quadre de protecció de l’abonat i que té com a particularitat que va precintat. En moltes instal·lacions domèstiques el ICP fa, a la vegada, d’IGA (Interruptor general automàtic), el qual és un protector general de tota la instal·lació contra sobreintensitats. Tots els aparells de protecció abans esmentats es construeixen tant per circuits monofàsics com per trifàsics, amb les potències i tensions nominals que es requereixen.

3.3. UBICACIÓ DELS DISPOSITIUS DE PROTECCIÓ Segons el RBT (Reglament electrotècnic de baixa tensió) es col·locaran al més a prop possible de l’entrada de l’habitatge, local comercial etc, i constaran d’un interruptor de tall omnipolar general (magnetotèrmic) per protegir contra sobrecàrregues i curtcircuits. Seran independents de l’ICP; un interruptor diferencial per protegir contra contactes indirectes. També disposaran de dispositius de tall omnipolar automàtics per protegir cadascun dels circuits del local o habitatge contra sobrecàrregues i curtcircuits. No obstant això, en algunes instal·lacions antigues l’ ICP (Interruptor de Control de Potencia) és l’únic element de tall general de la instal·lació.

Page 203: Temari Bombers Voluntaris

Principis d’electricitat

157

Hem de tenir en compte que en construccions de gran superfície, sigui de tipus industrial o de serveis a les persones, com ara hospitals, geriàtrics, grans magatzems, indústries, etc., les instal·lacions elèctriques es divideixen en diverses parts o sectors, i que cada sector té el seu quadre de protecció, que ve d’un quadre general comú. El RBT diu: “En general, els dispositius destinats a protecció dels circuits s’instal·laran a l’origen d’aquests circuits, i també en els punts en què la intensitat màxima admissible disminueixi per canvis de secció, condicions d’instal·lació, sistemes d’execució o tipus de conductors utilitzats”.

3.4. RISCOS PER A LES INSTAL·LACIONS I EQUIPS DE CONSUM El RBT, per evitar riscos en les instal·lacions elèctriques, disposa de una normativa molt àmplia que defineix entre d’altres, els tipus de conductors, les dimensions i col·locació de les canalitzacions elèctriques i els corrents màxims admissibles pels conductors, depenent de la seva secció. Aquesta última mesura és la que exigeix més cura, si volem evitar possibles sobrecàrregues dels conductors elèctrics. Per això, quan tenim un conductor, hem de pensar que aquest està dissenyat per a un corrent nominal màxim, i que si hi fem passar un corrent superior al nominal, el sobreescalfarem, amb el perill de provocar un accident d’incendi o contacte directe pel deteriorament de l’aïllament. És per això que tot conductor està unit a un aparell de protecció, ja sigui un magnetotèrmic o un PIA, i la seva relació ve donada per aquesta taula.

Conductor 1,5 mm² 2,5 mm² 4 mm² 6 mm²

In aparell protec. 10 A 15 A 20 A 25 A

3.4.1. Instal·lacions en edificis L’energia elèctrica es produeix en llocs molt allunyats dels punt de consum, per això es transporta a través de xarxes de distribució, transformant-se a alta tensió a la central elèctrica, i es va reduint fins a arribar a baixa tensió a les xarxes de distribució pròximes als abonats. El terme de baixa tensió ve definit pel reglament electrotècnic de baixa tensió.

Baixa tensió: Qualsevol conjunt d’aparells i de circuits associats en previsió d’un fi particular: producció, conversió, transformació, transmissió, distribució o utilització de l’energia elèctrica, de tensions nominals iguals o inferiors a 1000 V en corrent altern, i 1500 V en corrent continu.

En el subministrament d’energia elèctrica de la xarxa pública a l’entrada de l’ ICP de l’abonat, es diferencien vàries parts que ara veurem:

- CONNEXIÓ DE SERVEI: Part de la instal·lació compresa entre la xarxa de distribució pública i la caixa general de protecció (CGP). Per norma general, els edificis només tindran una sola connexió de servei, la qual potser aèria o subterrània. És propietat de la companyia i també és coneguda com a escomesa o “acometida”.

- CAIXES GENERALS DE PROTECCIÓ: Són les caixes que contenen els elements de protecció de les línies repartidores. Sempre es col·loquen en un lloc de trànsit i de fàcil accés. És el límit de propietat entre la companyia i els usuaris; la CGP és propietat dels usuaris.

Page 204: Temari Bombers Voluntaris

Principis d’electricitat

158

- LINEA REPARTIDORA: És la línia que uneix la CGP als comptadors. Actualment, els comptadors es col·loquen de forma concentrada en una habitació de l’edifici destinada a aquesta finalitat, però en instal·lacions antigues poden estar concentrats en determinades plantes o de forma individual en els habitatges de cada abonat. És propietat de la comunitat de veïns.

- DERIVACIÓ INDIVIDUAL: És la línia que uneix el comptador amb l’ ICP de cada abonat, el qual n’és el propietari.

Cal fer palès que el reglament regula les instal·lacions en llocs especials amb riscos d’explosió, garatges, llocs amb humitats elevades, quiròfans i un llarg etc. que ara no entrarem a estudiar, però sí que ho farem molt per sobre amb la posada a terra, doncs és una de les parts vitals per evitar accidents en la utilització de l’energia elèctrica.

3.4.2. Posades a terra Les posades a terra tenen com a finalitat limitar les tensions que respecte a terra puguin presentar en un moment donat les masses metàl·liques eliminant l’electricitat estàtica. També serveixen per assegurar l’actuació de les proteccions i eliminar o disminuir el risc d’una avaria elèctrica.

Posada a terra: Tot el lligam metàl·lic sense fusibles ni cap protecció, de secció suficient, entre determinats elements o parts de la instal·lació, i un elèctrode o grup d’elèctrodes enterrats a terra.

Aquesta part de la instal·lació té com a finalitat descarregar a terra qualsevol corrent de fuga que es produeixi a la instal·lació elèctrica, i evitar que les masses metàl·liques d’una instal·lació agafin potencial elèctric respecte al terra, doncs si toquem aquestes masses podem patir una electrocució. Les posades a terra són una part important de les feines a realitzar en maniobres de suport en actuació amb risc químic, perquè minimitzen el risc d’inflamació en transvasaments de matèries inflamables.

3.5. CONSEQÜÈNCIES DEL CORRENT ELÈCTRIC SOBRE EL COS HUMÀ

3.5.1. Efectes de l’electrocució El pas del corrent elèctric pel cos humà produeix lesions que poden anar des de petites rampes fins a la mort. La gravetat d’aquestes lesions tenen diversos factors sobre els quals podem actuar prenent les suficients mesures de precaució. Els factors que influeixen en el risc elèctric per a les persones són:

a) Intensitat del corrent elèctric: en una electrocució els danys a l’organisme els produeixen els electrons que hi circulen, amb efecte de cremades i alteracions de les senyals nervioses. Poden produir fibril·lació ventricular, cremades en òrgans vitals, etc.

Page 205: Temari Bombers Voluntaris

Principis d’electricitat

159

b) Durada del contacte: És l’altre factor determinant en els danys directes produïts en

el cos humà, com més temps d’exposició hi hagi, lesions majors es produiran. La intensitat i la durada del contacte són factors determinants en les lesions de l’organisme.

c) Resistència al pas del corrent i tensió del contacte: Són factors indirectes que

determinaren el valor del corrent que circula durant l’electrocució. d) Recorregut del corrent per l’interior del cos humà: en tota electrocució hi ha un punt

d’entrada i un punt de sortida; el recorregut sempre serà el mes curt entre tots dos i d’aquest dependrà que es produeixin danys a òrgans vitals, o simples cremades superficials.

3.5.2. Factors de risc: intensitat i temps de contacte A continuació, adjuntem una taula informativa sobre els danys a les persones pel pas del corrent en relació a la intensitat i el temps del contacte.

Intensitat (mA) Temps contacte (t) Efectes

I >200 mA

t< Cicle cardíac

Fibril·lació ventricular Marques visibles Inconsciència

t> Cicle cardíac

Aturada cardíaca (reversible) Marques visibles Inconsciència Cremades

50 mA<I<200 mA

t< Cicle cardíac

Contracció muscular Possible fibril·lació ventricular

t> Cicle cardíac

Fibril·lació ventricular Inconsciència Marques visibles

25 mA<I<50 mA Segons Increment pressió arterial Inconsciència Irregularitats cardíaques

15 mA<I<25 mA Minuts Límit tolerància cos humà Dificultat respiratòria

1 mA Qualsevol Límit percepció humana

3.5.3. Factors de risc: resistència i tensió de contacte La tensió de contacte, sent un factor secundari en els danys produïts per una electrocució, ens servirà per determinar el corrent de la mateixa aplicant la llei d’Ohm. És per això que la intensitat d’electrocució serà el resultat de dividir la tensió de contacte per la resistència que la persona ofereix en el moment del contacte. La tensió de contacte és un valor determinat pel conductor o massa que està a un potencial determinat i que tindrà un valor fix i que no es pot manipular per la persona que la pateix.

Page 206: Temari Bombers Voluntaris

Principis d’electricitat

160

Al contrari, la resistència al pas del corrent sí que es pot manipular i és determinant per evitar conseqüències greus. Aquesta resistència la dividim en tres tipus que seran: Resistència de contacte (R1): Depèn dels elements interposats entre la pell i el contacte. Si el contacte és directe R1 = 0 Ω Resistència del cos humà (R2):

- Com més alta és la humitat de la pell, menor resistència fa. - Com més gran és la superfície de contacte, menor resistència hi ha. - Com més elevada és la pressió de contacte, menor resistència hi ha. - Com menys gruixuda és l’epidermis, menor resistència existeix. - Com més alta és la taxa d’alcohol a la sang, menor resistència es dóna.

Resistència de sortida (R3): La resistència de sortida dependrà del calçat i del terra on es produeixi el contacte. No és comparable un terra de parquet amb un terreny argilós. Aplicant la llei d’Ohm:

Intensitat del contacte = 321

V contacte de

RRR

Tensió de contacte: Tensió aplicada entre dos punts diferents del cos humà. Entre els dos punts circularà una intensitat de corrent que estarà en funció de la resistència que s’ofereix al seu pas. De tot això deduïm que en una intervenció elèctrica podem augmentar molt la seguretat utilitzant els elements de seguretat disponibles, per augmentar la resistència de contacte i la resistència de sortida.

Page 207: Temari Bombers Voluntaris

39

TEMA 13. CARTOGRAFIA

Page 208: Temari Bombers Voluntaris

40

1. TÈCNIQUES D’ORIENTACIÓ

1.1 Principis bàsics en cartografia

La importància de disposar de mapes que ens ofereixen informació més o menys

exacta del territori representat és elevadíssima en molts àmbits i és totalment

indispensable per als cossos d’emergències (per orientar-nos, localitzar punts,

planificar recerques, realitzar estudis, etc). Un mapa es defineix com una representació

plana, reduïda, simplificada i simbòlica de tota o d’una part de la superfície terrestre, i

és la cartografia la disciplina que es preocupa de la seva elaboració i interpretació. En

aquest capítol es presenten els principis bàsics utilitzats en cartografia per a

l’elaboració de mapes.

1.1.1 Elements geogràfics

Els eixos polar i equatorial, i els pols

La Terra té dos moviments fonamentals, un de translació en una òrbita al voltant del

Sol i amb un període de 365,25 dies per volta, i un de rotació al voltant d’un eix

imaginari que travessa la Terra pel seu propi centre, amb una cadència de 24 hores

per volta. Aquest eix imaginari al voltant del qual es produeix la rotació terrestre es

coneix com l’eix polar, i com ja s’ha dit, passa pel centre del planeta i talla a la

superfície terrestre en dos punts, que se’ls anomena pols, i se’ls distingeix com a Pol

Nord (N) i Pol Sud (S). Per tant, es pot definir l’eix polar com la línia imaginària que

uneix els dos pols terrestres. Convencionalment es representa la Terra amb el Pol

Nord a dalt i el Pol Sud a baix.

A part de l’eix polar, es defineix un altre eix que passa pel mateix centre terrestre però

perpendicular a l’anterior, és l’eix equatorial. Així doncs, la intersecció dels eixos polar

i equatorial es produeix en el centre del planeta. El pla que conté a l’eix equatorial

s’anomena pla equatorial i divideix la Terra en dues parts iguals denominades

hemisferis. L’hemisferi que conté al Pol Nord s’anomena Hemisferi Nord o Boreal, i el

que conté al Pol Sud és l’Hemisferi Sud o Austral.

Page 209: Temari Bombers Voluntaris

41

Figura 1: eixos polar i equatorial.

La forma de la Terra

La forma de la Terra és aproximadament esfèrica, però aplatada pels pols, a causa del

moviment de rotació al voltant de l’eix polar.

La representació plana o en dos dimensions de la superfície de la Terra

(tridimensional), s’aconsegueix a través de projeccions cartogràfiques. Les projeccions

són sistemes de representació gràfica que estableixen una relació ordenada entre els

punts de la superfície corba de la Terra i els d’una superfície plana (mapa). Al capítol

1.2 s’estudiarà la projecció UTM, una de les més utilitzades.

Ara bé, per poder elaborar productes cartogràfics fiables cal conèixer la forma de la

Terra amb més precisió, i per aquest motiu es defineix el geoide. El geoide és la forma

que en resulta de considerar la superfície dels oceans en repòs prolongada de manera

imaginària per sota els continents. En qualsevol punt del geoide la seva superfície és

perpendicular a la força de la gravetat. D’aquesta manera, en el geoide ja no apareixen

irregularitats induïdes pel relleu terrestre, però continua essent una figura geomètrica

irregular, que planteja un problema a l’hora de ser projectada per a la seva

representació en un mapa.

Per això, encara es defineix una nova figura geomètrica, una el·lipse de la rotació de la

qual en resulti un el·lipsoide que s’adapti el millor possible a la forma del geoide. Es

tracta de l’el·lipsoide de referència, un model simplificat i regular sobre el qual es realitzen

els càlculs de les projeccions cartogràfiques. A la pràctica, existeixen diversos el·lipsoides de

referència que permeten una millor adaptació a les diferents zones de la superfície terrestre.

Page 210: Temari Bombers Voluntaris

42

Finalment, per poder realitzar les projeccions, cal conèixer la posició de l’el·lipsoide de

referència en relació a la forma física de la Terra, i és aleshores (quan es descriu

l’el·lipsoide i la seva posició respecte al geoide) que queda definit el que s’anomena

sistema Geodèsic de Referència o Datum. Veurem la importància del Datum en el

capítol 1.8, on estudiarem els instruments de posicionament i orientació.

Els Paral·lels i Meridians

Es defineixen com a plans paral·lels aquells infinits plans que tallen la superfície

terrestre perpendicularment a l’eix polar, i que per tant, són paral·lels al pla equatorial.

A les línies d’intersecció entre els plans paral·lels i la superfície terrestre se les

anomena paral·lels, i en particular, la intersecció del pla equatorial i la superfície

terrestre que rep el nom d’Equador.

Per denominar els paral·lels s’utilitza una magnitud angular anomenada latitud, que

expressa l’angle que formen amb l’eix equatorial. L’Equador és el paral·lel que

determina l’origen de les latituds i li correspon un angle de 0 graus. A mesura que ens

aproximem al Pol Nord, l’angle augmenta fins a un valor de 90º, i el mateix passa si

ens aproximem al Pol Sud. Per diferenciar els paral·lels de cada hemisferi cal afegir N

(Nord) o S (Sud) al valor angular del paral·lel.

Hi ha quatre paral·lels que també tenen especial importància, els dos tròpics, Tròpic de Càncer

i Tròpic de Capricorn, i els dos cercles polars, el Cercle polar àrtic i el Cercle polar antàrtic,

determinats per les condicions en què arriba la llum solar a la Terra al llarg de les estacions.

S’anomenen plans meridians aquells infinits plans que contenen l’eix polar i tallen la

superfície terrestre perpendicularment al pla equatorial. A les línies d’intersecció entre

els plans meridians i la superfície terrestre se les anomena, en aquest cas, meridians.

Tots els meridians passen pels pols Nord i Sud.

Els meridians es designen amb la magnitud angular anomenada longitud, que

expressa l’angle que formen amb el meridià que es pren com a referència i al qual se li

assigna el valor 0º. La comunitat internacional ha pres com a meridià de referència el

que passa per la ciutat anglesa de Greenwich, rebent el nom de meridià de

Greenwich. S’estableix que la longitud és Est (E) per als meridians situats a la dreta

del de Greenwich i és Oest (W) per als que es troben a l’esquerra. Per tant, la longitud

s’expressa en un valor angular de 0º a 180º, corresponent el valor de 0º al meridià de

Page 211: Temari Bombers Voluntaris

43

Greenwich, i el valor 180º a la part d’aquest meridià a l’altra banda de la Terra, i que

s’anomena antimeridià de Greenwich.

Figura 2: paral·lels i meridians.

Per cada punt de la superfície terrestre té pas un únic paral·lel i un únic meridià, de

manera que podem utilitzar la latitud d’aquest paral·lel i la longitud d’aquest meridià per

definir la posició d’aquest punt. Aquests dos valors, latitud i longitud, reben el nom

conjunt de coordenades geogràfiques, concepte que s’estudiarà en el capítol 1.2.

1.1.2 L’escala del mapa

Com ja s’ha dit anteriorment, en un mapa hi trobem representada gràficament tota o

una part de la superfície terrestre. Evidentment, aquesta representació no és fidel en

quant a les seves proporcions, sinó que es realitza a una mida més reduïda. És

mitjançant l’escala com s’aconsegueix una proporció entre les dimensions reals i les

del mapa.

L’escala és la relació constant que hi ha entre una distància mesurada sobre el mapa i

la distància corresponent mesurada sobre el terreny representat. L’expressió de

l’escala pot ser de dos tipus, numèrica o gràfica.

Page 212: Temari Bombers Voluntaris

44

L’escala numèrica és una fracció en la qual el denominador indica el nombre de

vegades que s’ha reduït la realitat, de manera que el numerador indica la mesura en el

mapa, i el denominador representa la mesura real.

E = dimensió del mapa / dimensió real

Exemple: 1:50.000 o bé 1/50.000, indica que un cm en el mapa equival a 50.000cm o

500m en la realitat.

En funció de la superfície que comprèn el mapa, podem parlar d’escales grans,

mitjanes o petites (en el capítol 1.3 es veurà amb més detall).

L’escala gràfica és una línia segmentada regularment on la longitud de cada segment

mesurada al mapa es correspon amb les unitats de mesura reals indicades en els seus

extrems. Aquesta manera de representar l’escala és útil per a fer lectures directes de

distàncies entre punts del mapa.

A l’esquerra de l’origen (zero de l’escala gràfica) s’hi representa la contraescala o

taló, on el nombre de subdivisions és superior.

Figura 3: exemple d’escala gràfica.

1.1.3 El nord magnètic i geogràfic

Els mapes per norma general estan orientats al nord, és a dir, el nord es troba a la part

superior del mapa. Però cal tenir en compte els diferents nords existents per a orientar

el mapa amb més precisió.

El nord geogràfic és el punt d’intersecció de la superfície de la Terra amb el seu eix

de rotació, és a dir el Pol Nord. Per tant, el nord geogràfic és la direcció que segueixen

els meridians.

El nord magnètic és el nord que assenyala l’agulla imantada de la brúixola. La Terra

es comporta com un iman amb dos pols d’atracció (el nord, que és l’origen de les línies

de força del camp magnètic terrestre, i el sud, el punt oposat), però aquests pols

Page 213: Temari Bombers Voluntaris

45

magnètics no es corresponen amb els pols geogràfics. L’angle que mesura la

diferència entre el nord magnètic i el nord geogràfic en un punt s’anomena declinació

magnètica, i s’indica en graus, minuts i segons, amb una data i la seva variació anual.

Això és degut a que el nord magnètic varia amb el temps, reduint-se la distància entre

els dos nords, i per tant la declinació magnètica també varia. Cal tenir en compte que

aquesta desviació no és la mateixa en tots els punts de la superfície terrestre.

Figura 4: declinació magnètica.

El nord de la projecció és la direcció que segueix el reticle imprès al mapa,

habitualment la projecció UTM. El nord de la projecció i el nord geogràfic només

coincideixen en el meridià central de cada fus (aquest concepte s’estudiarà en el

capítol 1.2), mentre que a banda i banda d’aquest meridià hi ha una variació angular

anomenada convergència de la quadrícula, i que és la desviació entre el nord de la

projecció i el nord geogràfic en un punt.

Figura 5: exemple de representació dels nords i dels valors de la declinació magnètica i la convergència de la quadrícula en un mapa.

Page 214: Temari Bombers Voluntaris

46

1.2 Sistemes de coordenades

Els sistemes de coordenades van néixer de la necessitat d’assenyalar damunt d’un

mapa la posició exacta d’un punt o conjunt de punts. D’aquesta manera, un sistema de

coordenades es basa en localitzar un element dins un marc de referència que

estableix el propi sistema. Existeixen diferents sistemes de coordenades, però els més

utilitzats són dos:

- Sistema de coordenades geogràfiques

- Sistema de coordenades U.T.M

1.2.1 Les coordenades geogràfiques

Les coordenades geogràfiques són un sistema universal per localitzar amb precisió

damunt la Terra. Es basen en mesurar la distància del punt que volem localitzar a dos

elements geogràfics de referència, l’Equador i el meridià de Greenwich. Les unitats de

mesura de la distància són els graus, minuts i segons.

Longitud: Distància entre un punt i el meridià de Greenwich. Interval de 0º-

180º, Est o Oest.

Latitud: Distància entre un punt i l’Equador. Interval de 0º-90º, Nord o Sud.

Figura 6: mesura de coordenades geogràfiques.

Page 215: Temari Bombers Voluntaris

47

Les unitats de les coordenades geogràfiques

Les unitats de mesura de la distància són els graus (º), minuts (‘) i segons (‘’).

1º = 60 ‘ (un grau equival 60 minuts)

1’ = 60’’ (1 minut equival 60 segons)

Quan volem donar la nostra posició amb coordenades geogràfiques ho farem amb la

següent notació: primer la longitud i després la latitud, sempre indicant el quadrant de

referència al final (N, S, E o W).

Exemple: 20º 30’ 45’’ E, 40º 33’ 50’’ N

També és freqüent donar les coordenades geogràfiques amb altres unitats:

- Graus i decimals de grau ( 20,5125º E , 40,5639º N)

- Graus, minuts i decimals de minut (20º 30,75’E, 40º 33,83’N)

Es pot comprovar que aquestes coordenades coincideixen amb les de l’exemple

anterior.

Les coordenades geogràfiques s’utilitzen per representar grans superfícies, com poden

ser mapes mundi, continents i països. I a la pràctica són utilitzades també per grans

desplaçaments (navegació terrestre, aèria i marítima).

Encaix de les coordenades geogràfiques

A les següents imatges es mostra com el meridià de Greenwich o meridià 0, divideix la

península ibèrica en les zones de latitud Oest i de latitud Est. Tot el territori es localitza

a latitud est. Aquesta divisió en coordenades geogràfiques de 3º de longitud ens

ajudarà a interpretar les coordenades UTM que veurem en el punt següent.

Pel que fa al territori de Catalunya i com ja s’ha dit , es localitza tot a longitud Est i per

sobre dels 40º de latitud Nord. També podem observar que l’equivalència d’un grau de

latitud no es correspon a un grau de longitud.

Page 216: Temari Bombers Voluntaris

48

Figura 7: mapa amb coordenades geogràfiques.

Figura 8: encaix de les coordenades geogràfiques a Catalunya.

1.2.2 Les coordenades UTM

Page 217: Temari Bombers Voluntaris

49

Les sigles UTM (Universal Transversa Mercator) identifiquen un sistema de

coordenades cartesianes desenvolupades a partir de la projecció transversa de

Mercator. Concretament, les coordenades UTM poden definir-se com un sistema de

retícules planes que se superposen damunt d'una projecció geogràfica: la cilíndrica de

Mercator.

La divisió en fusos i zones

El sistema de coordenades UTM es basa en la divisió de la superfície terrestre en

fusos i zones. Aquests sistema, però, no s’utilitza per a zones del territori per sobre

dels 84º N i els 80º S, donades les enormes deformacions que s’obtenen al realitzar la

projecció.

Figura 9: fusos i zones del sistema de coordenades UTM. Les divisions de la superfície terrestre en franges verticals s’anomenen FUSOS UTM.

Cada fus equival a 6º de longitud.

Hi ha un total de 60 fusos, que s’enumeren de l’1 al 60, començant a l’antimeridià de

Greenwich (180º) cap a l’Est. Així, el fus comprès entre els 180º W i 174º W és el

primer, i el fus comprès entre els 0º i els 6º E és el fus nº 31.

Page 218: Temari Bombers Voluntaris

50

Figura 10: desenvolupament d’un fus UTM.

Les divisions de la superfície terrestre en franges horitzontals s’anomenen ZONES

UTM. Cada zona té una amplada de 8º de latitud. Hi ha un total de 20 zones, que

s’identifiquen per una lletra. A la lletra N és on comença l’hemisferi nord.

Figura 11: zones UTM.

Page 219: Temari Bombers Voluntaris

51

Tot el territori de Catalunya es localitza al fus 31 zona T :

Figura 12: situació de Catalunya en el fus 31 zona T. Organització del fus UTM per al càlcul de les coordenades

Les Coordenades UTM permeten identificar, mitjançant una combinació de lletres i

números (un codi alfanumèric) qualsevol punt de la superfície terrestre amb precisió, si

cal, mil·limètrica.

Les unitats de mesura del sistema UTM són les del sistema mètric decimal. Com a

norma general treballarem en metres, i si s’escau per l’escala del mapa, podem

treballar en qualsevol altra unitat mètrica, normalment quilòmetres o hectòmetres)

En el sistema de coordenades UTM, al igual que en el de coordenades geogràfiques,

per donar una posició fan falta dues coordenades, la UTM X (longitud) i la UTM Y

(latitud). Els valors de les coordenades UTM, fan referència a les distancies als

elements geogràfics de referència (meridians per la UTM X i paral·lels per la UTM Y).

Page 220: Temari Bombers Voluntaris

52

Per entendre-ho millor, cal saber que cada fus té el seu propi origen de

coordenades. Vegem el cas del fus 31.

L’origen del fus :

correspon al punt

d’intersecció entre

el meridià central i

l’Equador.

Les seves

coordenades varien

segons ens referim

a l’hemisferi nord o

sud:

Nord:

X = 500 km

Y = 0 Km

Sud:

X = 500 km

Y = 10000 Km

Figura 13: organització del fus UTM per al càlcul de coordenades.

Per tant, la coordenada UTM X pren el valor 500.000 m al meridià central del fus, que

en el cas del fus 31 és a 3º E. Aquest valor fa que el fals origen del fus o valor

UTM X = 0 estigui dins del fus del costat, i és per aquest motiu que les coordenades

UTM X mai prenen valors negatius.

Atenent a les anteriors premisses, el valor de les coordenades UTM en l’hemisferi nord

és el següent:

UTM X = Distància al fals origen del fus

UTM Y = Distància a l’equador

Equador Origen del fus

Paral·lel 80º S

Paral·lel 84º N

Meridià inicial (0º)

Meridià final (6º E)

Meridià central

del fus

500.000 mm m

10.000.000 8.000.000 m 6.000.000 m 4.000.000 m 2.000.000 m 0 m 10.000.000 8.000.000 m 6.000.000 m 4.000.000 m 2.000.000 m 0 m

Page 221: Temari Bombers Voluntaris

53

La següent imatge ens mostra el mapa de Catalunya amb les coordenades UTM en

negre i la seva correspondència amb les coordenades geogràfiques en vermell.

Podem observar que al meridià de Greenwich el valor de UTM X és aproximadament

de 250.000 m , i també l’equivalència dels 3º E amb el valor de UTMX 500.000 m a

l’eix del centre del fus.

Figura 14: correspondència entre coordenades UTM i geogràfiques a Catalunya.

Càlcul de les coordenades UTM

Quan llegim un mapa orientat al nord, a les UTM X li corresponen les xifres que es

troben retolades a la part inferior i superior del mapa i a les UTM Y les de l’esquerra i

de la dreta.

A la nostra latitud la coordenada UTM Y sempre té un dígit més, sempre porta un 4 a

l’inici del valor de la coordenada.

Page 222: Temari Bombers Voluntaris

54

362400

362400

362500

362500

362600

362600

362700

362700

362800

362800

46

422

00

46

422

00

46

423

00

46

423

00

46

424

00

46

424

00

46

425

00

46

425

00

46

426

00

46

426

00

Figura 15: eixos de coordenades UTMX i UTM Y en un mapa.

La separació entre els eixos de coordenades del mapa anterior és de 100 metres, ho

podem observar en els salts dels valor de les coordenades. Però aquest valor no

sempre és de 100 metres, depèn de l’escala del mapa, habitualment és d’un

quilòmetre.

Per calcular la coordenada d’un punt en concret, cal fer subdivisions de la quadrícula

UTM fins al nivell de precisió que ens permeti l’escala del mapa. També depèn de les

eines que disposem en el moment de calcular les coordenades.

Exemple de càlcul de les coordenades UTM: _______________________________

Page 223: Temari Bombers Voluntaris

55

Ens demanen calcular les coordenades UTM de la masia de Creullobí del mapa

anterior.

Identifiquem que es localitza entre les:

UTM X (362500 i 362600)

UTM Y (4642300 i 4642400)

Amb l’ajuda d’un regle, podem dividir la quadrícula cent-quilomètrica en porcions més

petites, per exemple 10 divisions de 10 metres:

Contant el nº de divisions podem

calcular la coordenada:

UTMX : 5 divisions

UTMY : 6 divisions

UTMX : 362500 + (5 divisions de 10 metres cada una) = 362550

UTMY: 4642300 + (6 divisions de 10 metres cada una) = 4642360

Les coordenades UTM de Creullobí són : 31T (362550,4642360)

362500

362500

362600

362600

46

42

30

0

46

42

30

0

46

42

40

0

46

42

40

0

Page 224: Temari Bombers Voluntaris

56

1.3 El mapa topogràfic

El mapa topogràfic és a una representació esquemàtica a una determinada escala

d’una part del territori. El mapa topogràfic dóna informació sobre la posició, forma i

dimensions dels elements existents damunt del territori, ja siguin relatius als aspectes

naturals (relleu, hidrografia) com als aspectes humans (poblament, vies de

comunicació), així com de la toponímia i de les divisions administratives. De vegades

també representa la vegetació o els tipus de conreu.

Figura 16: exemple de mapa topogràfic 1:5.000.

El mapa topogràfic conté dos tipus d'informació diferenciada. A la part central del full hi

ha la representació del territori pròpiament dita, on poden fer-se tres distincions:

l'altimetria, la planimetria i la toponímia. A la part perifèrica del full, és a dir, al voltant

de l'anterior i fins els marges, hi ha la informació complementària o les dades

necessàries per a poder interpretar el mapa, orientar-lo correctament i localitzar el

territori representat dins d'un context geogràfic més ampli.

Page 225: Temari Bombers Voluntaris

57

1.3.1 La planimetria

Dins d'aquest concepte s'inclou la representació de tots aquells elements existents o

no al territori, al marge de la seva disposició altitudinal. Els elements planimètrics fan

referència a informació de tipus natural: hidrografia i vegetació, a informació derivada

de l'activitat humana: poblament, infraestructures de comunicació, conreus i altres

usos del sòl, i també a una informació de molt interès que és invisible a la realitat, com

els límits administratius.

Figura 17: informació planimètrica d’un mapa topogràfic.

Tot i que existeixen certes convencions a l'hora de representar els elements planimètrics,

els diversos organismes productors de cartografia de l'estat espanyol no segueixen

exactament els mateixos criteris, sobretot pel que respecta al color. A les imatges

següents podem observar dos mapes topogràfics de la mateixa zona, el de l’esquerra

produït pel SGE (exèrcit) i el de la dreta per l’ICC (Institut Cartogràfic de Catalunya).

Figura 18: dos mapes topogràfics de la mateixa zona, el de l’esquerra produït pel SGE

(exèrcit), i el de la dreta per l’ICC.

Page 226: Temari Bombers Voluntaris

58

El poblament o hàbitat és representat en el mapa de l'ICC amb símbols d'implantació

zonal per a les àrees urbanes, formats per una trama suau de color gris, més densa

que quan es tracta de grans edificis representats a escala. Els habitatges aïllats són

tractats de manera puntual i en color negre. El tractament d'aquest tipus d'informació

és el que més diferencia els mapes de l'ICC dels que produeixen l'IGN i el SGE, en els

que la informació referida a poblament és representada de color vermell.

Figura 19: representació del poblament en un mapa de l’ICC.

Les infraestructures -xarxes viàries, línies fèrries, xarxes energètiques...- es

representen linealment, amb diversos colors per a suggerir jerarquia en el cas de les

carreteres i autopistes.

Figura 20: representació de les infraestructures en un mapa topogràfic.

Page 227: Temari Bombers Voluntaris

59

La hidrografia es representa en color blau, ja sigui amb signes d'implantació lineal per

als cursos fluvials -permanents o intermitents- o amb signes zonals per a les

superfícies aquàtiques -lacustres o marítimes- i amb implantació puntual per a fonts,

piscines, basses, dipòsits d'aigua, depuradores...

Figura 21: representació de la hidrografia en un mapa topogràfic.

La vegetació apareix representada amb una implantació zonal de taques de color verd

fosc per ala vegetació forestal, verd clar per als matollars i bosquines, i grogós per als

prats.

Figura 22: representació de la vegetació en un mapa topogràfic.

Page 228: Temari Bombers Voluntaris

60

Els límits administratius es representen en color negre i de forma lineal fent diverses

combinacions de guions, creus i punts, segons la jerarquia administrativa.

Figura 23: representació dels límits administratius en un mapa topogràfic.

1.3.2 L'altimetria

L'altimetria és la part de la topografia que s'ocupa de mesurar l'altitud dels punts del

terreny, referida a un pla de comparació o altitud zero. El pla de referència que es fa

servir a l'estat espanyol per a mesurar les altituds és el nivell mig del mar d'un

determinat punt de la costa d'Alacant. Per extensió, s'entén per altimetria el conjunt de

signes que en els mapes representen el relleu del terreny, com les corbes de nivell,

l’ombreig i les cotes.

La xifra que expressa l'altitud d'un punt del territori s'anomena cota. En el mapa

topogràfic apareixen nombroses cotes d'altitud, generalment en els punts culminants i

en llocs d'interès com collades, trencaments de pendent, zones planes, etc... Al costat

del valor numèric corresponent a l'altitud, expressada en metres, s'indica un punt que

representa la seva localització exacta.

Page 229: Temari Bombers Voluntaris

61

Figura 24: representació de l’altimetria en un mapa topogràfic.

Les corbes de nivell són línies imaginàries que uneixen punts situats a la mateixa

altitud. També poden definir-se com les línies que resulten de tallar el territori en

diversos plans horitzontals paral·lels entre ells. La zona de contacte entre el pla de tall i

el relleu, dóna lloc a la corba de nivell.

Un mapa de corbes de nivell és el resultat de projectar els punts de cada corba en un

pla. La línia representada per la corba és la reproducció exacta del contorn del relleu a

l'altura del pla de tall. Les corbes de nivell també reben el nom d'isohipses. Quan fan

referència al fons marí s'anomenen isòbates i el seu valor és negatiu perquè estan per

sota el nivell del mar. En els mapes topogràfics s'imprimeixen en color siena les

isohipses i en color blau les isòbates.

Entre dues corbes de nivell consecutives sempre hi ha la mateixa distància vertical. La

diferència d'altitud entre corbes s'anomena equidistància, i es manté constant en tot

el mapa, variant, però, d'uns mapes a altres, segons la seva escala. Com més petita

és l'escala, més gran és l'equidistància.

Page 230: Temari Bombers Voluntaris

62

Relació entre l’escala del mapa i l’equidistància

1/250.000 ---- 100 m

1/50.000 ---- 20 m

1/25.000 ---- 10 m

1/5.000 ---- 5 m

La següent imatge ens mostra la representació d’un turó, on veiem que la separació

entre els plans de tall S1, S2, S3 i S4 és constant i equival a l’equidistància entre

corbes de nivell del mapa topogràfic en que es representa.

Figura 25: representació de les corbes de nivell d’un turó.

Per facilitar la lectura de les corbes de nivell algunes d'elles s'imprimeixen amb un traç

més gruixut, són les corbes mestres. Normalment s'estableix una corba mestra cada

5 corbes de nivell, 4 normals 1 mestra. Tenint en compte l'equidistància, en el mapa

1:50.000 les corbes mestres apareixen cada 100 metres. En el mapa 1:25.000, ho fan

cada 50 metres i en el mapa 1:5.000 cada 25 metres. Les corbes mestres acostumen

a portar indicat el seu valor, mentre que les altres no el porten.

Page 231: Temari Bombers Voluntaris

63

1.3.3 La toponímia

La toponímia és la informació que fa referència al nom dels llocs i es retola amb

tipografia diferent segons es tracti d'accidents del relleu i hidrografia o de noms

vinculats al poblament o a l'activitat humana. En aquesta darrera situació la grandària

del cos tipogràfic dóna una informació addicional ja que com més habitants té un nucli

urbà, més gran és el cos de lletra emprat.

Figura 26: retolació del mapa topogràfic 1:5000 del ICC.

1.3.4 La informació complementària

Ja s'ha dit abans que la informació complementària aporta aquelles dades que són

necessàries per a la interpretació del territori representat al mapa. Per la seva

disposició en el mapa (a l'entorn del mapa pròpiament dit) moltes vegades s'anomena

a aquest tipus d'informació com a elements externs del mapa. Aquests elements són

diversos i sovint van enquadrats en caixes de text individuals.

Page 232: Temari Bombers Voluntaris

64

Identificació dels fulls: segons l'escala de representació, el mapa d'un país pot

arribar a tenir dimensions tan grans, que es fa necessari descompondre'l en fulls, per

tal de poder-hi treballar fàcilment. Cada full té un nom i un número que l'identifiquen. El

mapa topogràfic de Catalunya a escala 1:5.000 té un total de 4273 fulls i el mapa

topogràfic 1:25.000 en té un total de 328.

Figura 27: identificació dels fulls del mapa topogràfic 1:5.000.

El mapa guia ens ajuda a tenir més informació de l’entorn immediat del nostre mapa

topogràfic, és d’escala més petita, però suficient per localitzar les poblacions, la xarxa

viària, els principals elements del relleu així com la numeració dels fulls.

Page 233: Temari Bombers Voluntaris

65

Figura 28: mapa guia del mapa topogràfic.

Una altra de les informacions importants és la que fa referència a l'orientació del

mapa. Per norma, un mapa topogràfic està orientat al nord, és a dir que el nord es

troba a la part superior del mapa. La referència als diferents tipus de nord és una

informació complementària bàsica per poder interpretar el mapa topogràfic. En el

capítol 1.1 s’expliquen els diferents tipus de nord i les relacions entre ells.

Figura 29: informació dels diferents nords en el mapa topogràfic.

Page 234: Temari Bombers Voluntaris

66

En l'apartat on s’ha tractat la planimetria, s'ha fet comentari de la informació referent

als termes municipals. Localitzar un municipi en el mapa, sobretot si és de pocs

habitants és una tasca feixuga, perquè la retolació tipogràfica és de mida reduïda. Per

a facilitar-ho, s’incorpora un mapa guia que mostra la distribució dels límits

municipals, acompanyat d'un llistat dels noms dels municipis.

Figura 30: mapa guia dels termes municipals del full 257, Olot.

A més a més, en la informació complementària també s’inclouen dades diverses com:

la data de publicació del full, la data d'actualització si s'escau i la data del vol

fotogramètric que va servir de base per a la realització del mapa. També les escales

gràfica i numèrica, la projecció emprada, l'el·lipsoide, i el meridià de referència per a

les longituds (temps enrere, cada país feia servir com a meridià de referència el que

passava per la seva capital, però en l'actualitat, majoritàriament es fa servir el meridià

de Greenwich com a meridià zero). També s'indica l'equidistància de les corbes de

nivell, i la referència del nivell del mar per a les altituds.

Figura 31: dades complementàries del mapa topogràfic.

Page 235: Temari Bombers Voluntaris

67

Finalment, queda per tractar un dels aspectes més importants de la informació que

conté un mapa topogràfic: la llegenda. La llegenda és el quadre que recull tota la

simbologia utilitzada per a representar els elements del territori en el mapa. El mapa

topogràfic és un recull d'informació simbòlica formada per signes convencionals que

cal interpretar. Als símbols se'ls anomena convencionals perquè el seu significat s'ha

establert per mitjà d'una convecció o acord. Això fa que, a nivell internacional, els

signes que es fan servir per a representar determinats elements, si no són exactament

iguals, s'assemblen el suficient com per entendre el seu significat. La llegenda d'un

mapa topogràfic pot ser molt extensa, la imatge següent ens mostra la llegenda del

mapa topogràfic 1:5000 de l’ICC.

Figura 32: llegenda del mapa topogràfic 1:5.000 de l’ICC.

Page 236: Temari Bombers Voluntaris

68

1.3.5 La informació del mapa topogràfic segons l’escala

L’escala del mapa topogràfic ens condiciona la informació que s’hi pot representar de

forma que es pugui interpretar amb facilitat.

Com a principi bàsic, la percepció visual de l’ull humà, ens relaciona els elements a

representar en el mapa segons l’escala. La percepció visual d’una persona és al

voltant de 0.2 mm, per tant si dos elements estan separats més de 0,2 mm l’ull humà

no és capaç de diferenciar-los, els agrupa en un únic element

escala Equivalència límit percepció visual (0.2mm)

1000 0.2 m

5000 1 m

25000 5 m

50000 10 m

Segons la taula anterior, representar una carretera de 5 metres d’amplada, a escala

1/50000, únicament es podria representar per la línia de l’eix central, en canvi a escala

1/25000 es podrien representar els dos vorals.

Quan un element es vol representar sigui quina sigui l’escala del mapa, el que es fa és

una exageració de l’element, és a dir es representa molt més gran del que és en

realitat. Això succeeix sobretot amb elements puntuals, com poden ser els punts

d’aigua per incendis forestals, on el que volem és saber si existeixen o no en un

determinat sector del territori.

La imatge següent ens mostra com s’exagera la representació d’un punt d’aigua per

incendis forestals a la Cartografia Operativa d’Emergències, la mida real és 9x6m,

però es representa per un pictograma de 90 metres d’amplada real.

Page 237: Temari Bombers Voluntaris

69

Figura 33: representació d’un punt d’aigua per a incendis forestals.

Les diferents escales ens permeten tenir més o menys detall del territori, per això

l’escala ens condiciona l’ús que en fem del mapa.

Es poden definir tres grans nivells d’escales:

a) Mapes d’escala gran: l’escala és < 1:10.000

En aquesta escala els mapes mostren molt detall, com més gran es l’escala més detall

ens ofereix. En aquestes escales es poden representar carrerers de poblacions,

edificacions, etc.

Els mapes de gran escala ens permeten veure amb molt detall com és un determinat

territori, també podem calcular-hi coordenades amb precisió mètrica. Són útils per

analitzar l’entorn immediat d’un determinat sinistre, però no ens serveixen per

planificar desplaçaments ni per avaluar geogràficament grans superfícies.

Page 238: Temari Bombers Voluntaris

70

Figura 34: mapa topogràfic 1:2.500.

Figura 35: mapa topogràfic 1:5.000.

Page 239: Temari Bombers Voluntaris

71

b) Mapes d’escala mitjana: escala entre 1:10.000 i 1:100.000

En aquesta escala es poden representar superfícies d’àmbit municipal i comarcal.

Els mapes d’escala mitjana ens permeten avaluar entorns geogràfics força amplis, per

exemple comarcals, conques hidrogràfiques, etc. Encara que no es representi al detall

tota la xarxa viària (principalment camins i corriols) ens serveixen per planificar

itineraris d’aproximació a un determinat punt. En aquestes escales s’hi poden calcular

coordenades amb precisió hectomètrica o quilomètrica.

Figura 36: mapa topogràfic 1:10.000.

Page 240: Temari Bombers Voluntaris

72

Figura 37: mapa topogràfic 1:25.000.

Figura 38: mapa topogràfic 1:50.000.

Page 241: Temari Bombers Voluntaris

73

c) Mapes d’escala petita: escala > 100.000

Els mapes d’escala petita s’hi representen mapes des de nivells de províncies, països i

continents. La seva utilitat és de localització amb poca precisió, també per la planificació

de llargs recorreguts. Com més petita és l’escala menys elements es representen al mapa,

i la selecció del que s’hi representa es basa principalment en la rellevància que tingui un

determinat element (població, via de comunicacions, massís, etc).

Figura 39: mapa topogràfic 1:250.000.

Figura 40: mapa topogràfic 1:1.000.000.

Page 242: Temari Bombers Voluntaris

74

1.5 Les formes del relleu

El relleu s'expressa en termes d'altitud, pendent i orientació de les superfícies del

terreny. Per interpretar-lo ens ajudem de les corbes de nivell, que com ja hem vist al

capítol 1.3 són línies tancades –seguint-les es torna sempre al mateix punt de partida-

i, per tant, mai no s'interrompen repentinament, encara que la disposició d'alguns

elements existents al territori (vies de comunicació, per exemple) de vegades ho

suggereixin. De tot això se'n desprèn que les corbes de nivell mai no poden tallar-se

perpendicularment, ni bifurcar-se, i només es tocaran quan representin un pendent

molt vertical com el d'una cinglera o d'un penya-segat. Les corbes de nivell tampoc no

tenen mai formes anguloses, a no ser que representin el fons d'una vall molt

pronunciada, o de vegades, a causa d'algun defecte de producció del mapa (per

exemple degut als sistemes d'interpolació mecànica i digital amb que actualment es

fan els mapes). També cal indicar que sempre tenen un valor exacte, expressat en

metres. Segons quina sigui l'escala del mapa, van d'1 en 1, o de 5 en 5, o de 20 en 20

metres. Un dels errors clàssics a l'hora d'interpretar corbes de nivell, és adjudicar a la

corba el valor altitudinal d'una cota propera.

La disposició de les corbes de nivell resseguint punts de la mateixa altitud mostren

com és el relleu del lloc, presentant unes formes típiques per a cada tipus d'accident

del relleu. El coneixement de les formes que prenen les corbes i de quins són els

accidents del relleu associats facilita la interpretació de l'orografia representada.

Llevat dels mapes topogràfics de gran escala que donen molt detall d'informació, els

mapes de corbes de nivell, faciliten una idea bastant aproximada del relleu del lloc,

però no completa. En un mapa d'escala 1:50.000, les corbes es dibuixen cada 20

metres. La informació que es té, en aquests mapes, és la que indiquen les corbes per

allà on passen. No es pot saber exactament, però, què hi ha en els espais entre corba

i corba. Sempre es suposa que entre dues corbes consecutives el relleu és uniforme, i

segueix la tendència general de l'entorn. Si hi hagués un canvi brusc del pendent

segurament el topògraf ho hauria indicat mitjançant una cota.

Page 243: Temari Bombers Voluntaris

75

1.5.1 Interpretació de les principals formes geomorfològiques del relleu

Com a principi d’interpretació, cal tenir clar que quan el terreny té un relleu molt

abrupte o de pendent pronunciat (a), les corbes de nivell estan molt juntes perquè els

salts d'altitud es produeixen en poca distància horitzontal. Si el terreny és pla o de

pendent suau (b), les corbes estan molt separades perquè hi ha molta distància entre

una corba i la següent.

Figura 41: representació d’un pendent pronunciat (a) i un pendent suau (b).

El cim és la part més alta d'un turó o muntanya. Les corbes de nivell es disposen de

manera concèntrica (c), disminuint el seu perímetre i augmentant el seu valor

altitudinal, cap l'interior. Sovint, la part culminal del cim és representada per una cota

que indica la seva altitud.

Figura 42: representació d’un cim (c).

Page 244: Temari Bombers Voluntaris

76

Un coll és la part més baixa, i bastant plana, que es troba entre dos cims, alhora que

separa dues valls oposades. Els colls, collades o ports, són utilitzats sovint com a llocs

de pas. En el mapa topogràfic, els colls es mostren com una clariana (d) on el parell de

corbes de la base dels cims tenen el mateix valor d'altitud, però sentits oposats. El

mateix passa amb les corbes que indiquen l'inici de les valls que també presenten

sentits oposats i el mateix valor (inferior, però a les dels cims).

Figura 43: representació d’un coll (d).

El fons de vall és aquella part més baixa del terreny, per on es canalitza l'aigua de la

pluja formant xaragalls, barrancs, torrents, rieres i rius. El conjunt de fons de vall

conforma la xarxa de drenatge d'un territori. El pas de l'aigua erosiona el terreny, i això

es manifesta en les corbes de nivell perquè fan una inflexió (e) en el seu traçat, en

forma de "v" invertida (si es pren com a referència el sentit de les aigües). Una

successió de corbes de nivell en forma de "v" invertida encaixades pel vèrtex indica la

presència d'un curs d'aigua, ja sigui permanent o intermitent. Els vèrtexs apunten cap

a les cotes més altes i les corbes de més altitud envolten a les de menys. Una línia

que uneixi els vèrtex de les corbes estarà assenyalant la part més baixa de la vall, així

com el camí que segueix l'aigua en el seu discórrer natural.

Page 245: Temari Bombers Voluntaris

77

Figura 44: representació d’un fons de vall (e), una carena (f) i un vessant (g).

La carena o divisòria d'aigues és la part més alta del llom d'una muntanya, que

separa vessants de diferent orientació. Entre dos fons de vall sempre hi ha una carena

o divisòria, que fa que les aigües es parteixin prenent direccions diferents. En el mapa

topogràfic, les carenes es distingeixen perquè les corbes de nivell, normalment, fan

una inflexió més suau (f) que en el fons de vall, amb una forma que recorda a una "U".

Un vessant és el sector del terreny que discorre inclinat des de la part més alta del

turó o muntanya (cim o carena) fins a la part més baixa (fons de la vall). Les corbes de

nivell presenten, en els vessants, un traçat més o menys paral·lel (g), disminuint el seu

valor d'altitud des del cim fins a la vall.

Page 246: Temari Bombers Voluntaris

78

Un replà o planell és una petita plana en el vessant d'una muntanya degut a un canvi

o trencament del pendent. Es distingeix perquè entre una corba i la següent hi ha més

separació (h) que la tendència general de les corbes anteriors i posteriors.

Figura 45: representació d’un replà o planell (h).

Un congost (i) és un pas estret entre dos muntanyes. Aquest pas s’ha excavat per

l’acció erosiva de la força de l’aigua, i es reconeix per la verticalitat de les parets

laterals, on sovint les corbes de nivell es solapen entre elles.

Figura 46: representació d’un congost (i).

Page 247: Temari Bombers Voluntaris

79

Les cingleres (j) i els penya-segats són uns accidents geogràfics que consisteixen en

un espadat rocós de forta pendent. A diferència de les cingleres, els penya-segats fan

referència al relleu del litoral marí. Les corbes de nivell sovint estan solapades entre

elles.

Figura 47: representació d’una cinglera o penya-segat (j).

Les corbes de nivell de depressió són les que ens representen les formes del

terreny enfonsades, es representen així els relleus volcànics (k) o antigues llacunes

assecades.

Figura 48: represenatació d’un relleu volcànic amb corbes de depressió (k).

Page 248: Temari Bombers Voluntaris

80

1.5.2 Perfils topogràfics

Un perfil o tall topogràfic és una representació gràfica del relleu d'un lloc mitjançant un

parell d'eixos de coordenades. A l'eix de les X es disposa la informació sobre la

disposició de les corbes de nivell i l'eix de les Y serveix per a representar les altituds

de cada corba. Quan es fa un perfil s'està dibuixant la línia d'intersecció d'un pla

vertical perpendicular al terreny.

En primer terme, es tria el lloc del qual es vol realitzar un perfil (de cim a cim,

transversal d'una vall, longitudinal d'un riu, d'un itinerari...), i es traça una línia recta

que uneixi els punts que es volen representar. S'apropa el marge d'un full a la línia i es

marquen tots aquells punts en què aquesta talla corbes de nivell, indicant al costat de

la marca l'altitud que correspon a la corba. Es dibuixen els eixos de coordenades en

un paper mil·limetrat i es traspassa la informació del marge del full a l'eix de les X.

Es decideix l'escala per a l'eix de les Y, essent convenient que sigui més gran que la

del mapa per facilitar, tant la representació com la lectura del gràfic. Es marca l'escala

d'altituds a l'eix de les Y, tenint en compte que no cal començar per 0, és suficient uns

metres per sota de l'altitud mínima (sempre que no s'hagi de comparar amb altres

perfils). Per cada marca de corba de nivell feta a l'eix X es traça una línia vertical fins

trobar l'altitud que li correspon segons l'eix Y i es marca el punt d'intersecció.

Un cop s'ha seguit aquest procés per a totes les corbes, s'uneixen els punts

d'intersecció. El resultat serà la representació ideal del relleu del lloc per on passa la

línia traçada. S'ha d'indicar l'orientació del perfil, i les escales.

Les imatges següents ens mostren diferents perfils topogràfics d’algunes de les

formes típiques del relleu que hem vist fins ara.

Page 249: Temari Bombers Voluntaris

81

Perfil topogràfic d’un congost:

Figura 49: perfil topogràfic d’un cosgost.

Page 250: Temari Bombers Voluntaris

82

Perfil topogràfic d’un relleu volcànic, o amb corbes de nivell de depressió:

Figura 50: perfil topogràfic d’un relleu volcànic.

Page 251: Temari Bombers Voluntaris

83

1.6 La xarxa viària a Catalunya

La xarxa de carreteres de Catalunya inclou la xarxa de la Generalitat, de l'Estat i de les

diputacions. Com qualsevol xarxa viària, la seva funció territorial bàsica és la de

vertebrar el territori per proveir-lo d’accessibilitat.

1.6.1 Criteris de classificació i nomenclatura de la xarxa viària catalana

Classificació de les carreteres

El Decret Legislatiu 2/2009, de 25 d’agost, pel qual s’aprova el Text refós de la Llei de

carreteres, estableix una classificació funcional i una classificació tècnica de

les carreteres. Segons llur funció, les carreteres es classifiquen dins les

xarxes següents:

a) Xarxa bàsica: és la que serveix de suport al trànsit de pas i al trànsit intern de

llarga distància, i inclou també les vies intercomarcals i intracomarcals d’una

especial importància viària.

b) Xarxa comarcal: és la que serveix de suport al trànsit generat entre les

capitals comarcals i els principals municipis i nuclis de població i activitat de la

mateixa comarca o de comarques limítrofes, al trànsit generat entre cadascun

d’aquests centres i a la connexió d’aquests nuclis amb itineraris de la xarxa

bàsica.

c) Xarxa local: és la que serveix de suport al trànsit intermunicipal, integrada pel

conjunt de vies que faciliten l’accés als municipis i nuclis de població i activitat

no situats sobre les xarxes bàsica i comarcal, i comprèn totes les carreteres

que no figuren en la xarxa bàsica ni en la comarcal.

En consideració a llurs característiques tècniques, les carreteres es classifiquen en

vies segregades i carreteres convencionals:

a) Les vies segregades poden ser autopistes o vies preferents. Són autopistes

les carreteres destinades a la circulació exclusiva d’automòbils i senyalitzades

com a tals que reuneixen les característiques següents:

Page 252: Temari Bombers Voluntaris

84

- No hi tenen accés directe les propietats confrontants, i les seves

incorporacions i sortides estan dotades sempre de vies d'acceleració i

de desacceleració, respectivament.

- No creuen ni són creuades a nivell per cap via de comunicació, ni

servitud de pas.

- Tenen calçades diferents per a cada sentit de circulació, separades

entre si per una franja de terreny no destinada a la circulació o, en

supòsits excepcionals, per altres mitjans.

Són vies preferents les carreteres d’una o més calçades, amb limitació d’accessos a les

propietats confrontants i enllaços a diferent nivell.

b) Són carreteres convencionals les que no reuneixen les característiques

pròpies de les categories anteriors.

La Generalitat té la titularitat de les carreteres de les xarxes bàsica i comarcal de

Catalunya no reservades a la titularitat de l'Estat, i s'atribueix a les diputacions de

Barcelona, Tarragona, Lleida i Girona, o als ens supramunicipals que les substitueixin

d'acord amb el que estableix l'Estatut d'autonomia, la titularitat de les carreteres de la

xarxa local en llurs àmbits territorials respectius.

Nomenclatura de les carreteres

L’actual sistema de codificació de la xarxa de carreteres de Catalunya es regeix pel

Decret 261/1999, de 28 de setembre, dins el marc del Pla de carreteres de Catalunya.

A partir d’aquest Decret, es recodifiquen les carreteres no reservades a la titularitat de

l’Estat.

El sistema de codificació és de tipus ortogonal d’acord amb l’estructura física del

territori i de la xarxa viària, format per un sistema ortogonal bàsic i un de

complementari.

El sistema ortogonal bàsic el formen les direccions sud/nord (S-N) i oest/est (W-E).

Aquest sistema és el que regeix, en general, a la part del territori català formada pels

Pirineus i la Depressió Central.

El sistema ortogonal complementari el formen les direccions paral·lela a la costa o sud-

oest/nord-est (SW-NE) i perpendicular a la costa o sud-est/nord-oest (SE-NW). Aquest

Page 253: Temari Bombers Voluntaris

85

sistema és el que regeix, en general, a la franja costanera on s’estén el Sistema

Mediterrani Català.

Cada carretera té assignada una de les quatre direccions que formen els dos sistemes

ortogonals, de manera que cadascuna tingui una única direcció dominant associada

(S-N, W-E, SW-NE o SE-NW), que queda reflectida en una de les xifres del codi.

Identificació i ordre de les direccions:

Cada direcció s’identifica amb un número segons la seqüència següent:

a) Les carreteres en direcció S-N s’han de numerar en sentit creixent d’W a E. Se’ls

assigna l’1 com a número bàsic de direcció dominant associada i el 7 com a número

de reserva.

Les carreteres o eixos S-N de la xarxa bàsica són:

C-12 Amposta-Àger (Eix Occidental)

C-13 Lleida-Esterri d’Àneu (Eix del Pallars)

C-14 Salou-la Seu d’Urgell (Eix Tarragona-Andorra)

C-15 Vilanova i la Geltrú-Igualada (Eix Garraf-Anoia)

C-16 Barcelona-Puigcerdà (Eix del Llobregat)

C-17 Barcelona-Ripoll (Eix del Congost)

Figura 51: numeració de les carreteres en direcció S-N.

Page 254: Temari Bombers Voluntaris

86

b) Les carreteres en direcció W-E s’han de numerar en sentit creixent de S a N. Se’ls

assigna el 2 com a número bàsic de direcció dominant associada i el 8 com a número

de reserva.

Les carreteres o eixos W-E de la xarxa bàsica són:

C-25 Cervera-Girona (Eix Transversal)

C-26 Alfarràs-Olot (Eix Prepirinenc)

C-28 Vielha-Esterri d’Àneu

Figura 52: numeració de les carreteres en direcció W-E.

c) Les carreteres en direcció SW-NE (paral·leles a la costa) s’han de numerar en

sentit creixent de SE a NW. Se’ls assigna el 3 com a número bàsic de direcció

dominant associada i el 9 com a número de reserva.

Les carreteres o eixos SW-NE de la xarxa bàsica són:

C-31 el Vendrell-Figueres (Eix Costaner)

C-32 el Vendrell-Tossa de Mar (Corredor del Mediterrani)

C-33 Barcelona-Montmeló

C-35 Parets del Vallès-Llagostera

C-37 Valls-Olot

C-38 Sant Joan de les Abadesses-Molló

Page 255: Temari Bombers Voluntaris

87

Figura 53: numeració de les carreteres en direcció SW-NE.

Page 256: Temari Bombers Voluntaris

88

d) Les carreteres en direcció SE-NW (perpendiculars a la costa) s’han de numerar en

sentit creixent de SW a NE. Se’ls assigna el 4, 5 o 6 com a número bàsic de direcció

dominant associada. El 4, 5 o 6 s’escull en funció de la situació en el territori. 4 a la

zona sud, 5 a la zona central i 6 a la zona nord de Catalunya.

Les carreteres o eixos SE-NW de la xarxa bàsica són:

C-42 l’Aldea-Tortosa

C-43 Benifallet-Gandesa

C-44 l’Hospitalet de l’Infant-Móra la

Nova

C-45 Maials-Seròs

C-51 el Vendrell-Valls

C-53 Vilagrassa-Vallfogona de

Balaguer

C-55 Abrera-Solsona

C-58 Barcelona-Catellbell i el Vilar

C-59 Santa Perpètua de la Mogoda-

Santa Maria d’Oló

C-60 Argentona-la Roca del Vallès

C-61 Arenys de Mar-Sant Celoni

C-63 Lloret de Mar-Olot (Eix Selva-

Garrotxa)

C-65 Sant Feliu de Guíxols-Girona

C-66 Palafrugell-Besalú

Figura 54: numeració de les carreteres en direcció SE-NW.

Composició del codi

Page 257: Temari Bombers Voluntaris

89

El codi es compon d’una part alfabètica i una part numèrica separades per un guió,

segons l’estructura tipus següent: XX-1111.

La part alfabètica del codi (XX) la formen una o dues lletres majúscules que indiquen

l’administració titular de la via:

a) Per a la Generalitat de Catalunya, la lletra “C”

b) Per a les diputacions, les lletres “B” a Barcelona, “GI” a Girona, “L” a Lleida i

“T” a Tarragona.

c) Per als consells comarcals, les dues lletres de codificació pròpia.

La part numèrica del codi (1111) la formen dues, tres o quatre xifres que identifiquen

per si mateixes la carretera. Si dues carreteres són diferents sempre s’han de codificar

amb dues combinacions de xifres diferents, encara que es puguin distingir per la part

alfabètica. El nombre de xifres de la part numèrica indica la classificació funcional de la

carretera, de manera que:

a) Dues xifres indiquen que pertany a la xarxa bàsica.

b) Tres xifres indiquen que pertany a la xarxa comarcal.

c) Quatre xifres indiquen que pertany a la xarxa local.

Hi ha dos casos particulars:

a) Brancs o connexions: el codi dels brancs o les connexions es pot formar afegint

al codi de la carretera principal la lletra majúscula “B” (col·locada al final de la

part numèrica). En el supòsit que una carretera tingui més d’un branc o

connexió, s’utilitzarà la lletra “C” i les següents, si és necessari, segons

l’ordenació alfabètica.

b) Trams de carretera substituïts per variants: amb caràcter transitori, es pot

utilitzar una de les últimes lletres de l’alfabet, en minúscula i sempre col·locada

al final de la part numèrica, per tal d’identificar un tram de carretera que hagi

quedat substituït per una variant de carretera. Si existeix una única variant, al

tram antic se li pot addicionar la lletra minúscula “z”. En el supòsit que hi hagi

una segona variant, el tram més antic pot continuar amb la lletra “z” i a la

primera variant se li pot addicionar la lletra minúscula “y”, i així successivament

si resulta necessari. Aquestes codificacions provisionals es mantindran fins que

els trams corresponents se cedeixin a l’Administració local. En el supòsit que

no siguin cedibles, aquests codis se substituiran per codis de la xarxa que els

correspongui.

Page 258: Temari Bombers Voluntaris

90

La xarxa europea de carreteres s’identifica amb la lletra “E”. Aquesta lletra va seguida

de les xifres pròpies del sistema de codificació europeu que, en conjunt, constitueixen

un codi complementari, no substitutiu, del definit en el Decret 261/1999.

Formen part de la xarxa europea les següents carreteres:

E90 (AP-2 o Autopista del Nord-est)

E15 (AP-7 o Autopista del Mediterrani)

E09 (C-16 o Eix del Llobregat)

Pel que fa a les carreteres que pertanyen a la xarxa estatal:

a) Les carreteres convencionals es denominen amb la lletra N seguida de tres dígits.

El primer dígit indica el sector d’inici de la carretera tenint en compte l’estructura radial

de la xarxa. El segon indica la distància a Madrid a la que es troba l’origen de la

carretera, en km i dividida per 100: de 0 a 99 km = 0, de 100 a 199 km = 1, etc. El

tercer dígit és un número d’ordre que és parell si és una nacional transversal (no té

direcció cap a Madrid), o imparell si és radial (amb direcció a Madrid).

b) Les autopistes i autovies comencen amb la lletra “A” seguida d’un o dos dígits. En

els trams d’autopistes de peatge, la lletra A va acompanyada de la lletra “P” (AP). Però

en trams urbans i periurbans, aquestes vies d’alta capacitat es classifiquen segons:

- Accessos: s’utilitza el codi de la província o ciutat seguida d’un màxim de

dos números, com per exemple LL-11, l’accés Est a Lleida.

- Circumval·lacions: s’utilitza el codi de la ciutat i dos dígits, essent el segon

el zero, com per exemple la B-20, la Ronda de Dalt de Barcelona.

Carreteres amb nom

Algunes carreteres, a part de la codificació, tenen un nom pel qual les coneixen

sobretot per les persones del territori, fet que resulta de gran interès a l’hora

d’intercanviar informació. En són alguns exemples a l’àrea metropolitana:

La conreria (B-500)

Les Fonts (BP-1503)

La Rabassada (BP-1417)

Vallvidrera (BV-1462)

Horta-Flor de Maig (BV-1415)

La Vallensana (BV-5011)

La Roca (BV-5001)

La conreria (B-500)

Page 259: Temari Bombers Voluntaris

91

Figura 55: algunes carreteres amb nom.

D’altra banda, també algunes autopistes tenen nom, com per exemple:

Autopista del Mediterrani (AP-7)

Autopista Pau Casals (C-32 Barcelona-el Vendrell)

Autopista del Maresme (C-32 Barcelona a Palafolls)

1.6.2 Elements de referència de la xarxa de comunicacions

Podem entendre els elements de referència de la xarxa de comunicacions (la xarxa

viària més la resta d’infraestructures de transport) com aquells elements que ens

permeten localitzar-nos i orientar-nos fàcilment. Parlem, doncs, de punts quilomètrics,

entrades i sortides d’autopistes i autovies com a elements referenciats i distribuïts de

manera ordenada per la xarxa viària, i també de túnels, enllaços i nusos de carreteres,

viaductes, com a elements singulars de la xarxa.

Tots aquests elements es poden incloure en la cartografia, en funció de l’escala del

mapa (com ja s’ha vist al punt 1.3), de manera que, al representar en el mapa

aquestes referències del territori, podrem orientar-nos i localitzar-nos molt més

ràpidament.

Els punts quilomètrics es distribueixen al llarg de tot el recorregut de les carreteres.

L’ordre de la numeració segueix el sentit inici-final de la carretera, d’acord amb el

Page 260: Temari Bombers Voluntaris

92

criteri general que el sentit de la carretera és el que va des de la xarxa superior (bàsica

o comarcal) vers el territori.

Page 261: Temari Bombers Voluntaris

Metereologia

1

TEMA 14. METEOROLOGIA

Page 262: Temari Bombers Voluntaris

Metereologia

2

Els principals factors meteorològics que afecten al desenvolupament i extinció d’un incendi forestal són la temperatura, la humitat relativa i el vent. Els comentem a continuació.

3.1. LA TEMPERATURA És la representació sobre una escala del grau d'agitació de les molècules de l'aire. Com més calent és l'aire, major agitació. La temperatura es mesura en graus i en funció de l'escala utilitzada aquests poden ser Celsius, Kelvin, Fahrenheit... La temperatura de l’aire i el seu contingut en humitat té un efecte directe en la manera que cremarà l'incendi. A més temperatura, més fàcilment perdran humitat els combustibles morts. Cal assenyalar que la temperatura de l’aire també té el seu efecte sobre els bombers. Hem de prendre mesures de seguretat quan combatem incendis en dies de molta calor.

3.2. LA HUMITAT RELATIVA

És el contingut d'aigua de l'atmosfera expressada en % en relació a l'atmosfera saturada (al 100%). El vapor d'aigua és un element comú en la natura, afectant la humitat que contenen els combustibles. L’aire que envolta els combustibles humits n’absorbeix la humitat i la traspassa als combustibles més secs. Els combustibles més verds i humits no cremen fàcilment, però sí que s’inflamen fàcilment si està molt sec. Normalment, l’aire està més sec durant el dia que a la nit. És més normal que els incendis es propaguin més lentament durant la nit ja que els combustibles més lleugers (de menys hores de retard) absorbeixen humitat de l’aire durant la nit, que és quan n’hi ha més, d’humitat.

L’absorció d’humitat dels combustibles, els vents pendent avall, les baixes temperatures i qualsevol altra diferència meteorològica entre el dia i la nit poden ajudar els bombers quan es fa de nit. Això explica per què un incendi en condicions normals aguanta els esforços d’extinció durant el dia, però pot apagar-se quan és de nit. S’ha de fer un esforç especial per poder contenir un incendi abans que apareguin les condicions més desfavorables al dia següent. Si un incendi és difícil de controlar durant el dia, haurem de desplegar el màxim d’efectius possibles a la nit.

La humitat relativa a nivell del terra és un factor meteorològic molt relacionat amb l’extinció, ja que influeix en el comportament de l'incendi i en els combustibles. L’estació, el moment del dia, el pendent, l’orientació, l’altura, els núvols i la vegetació provoquen importants variacions a la humitat relativa. Si la humitat relativa és del 30% o inferior, el perill d’incendi és crític i és possible que es doni un comportament extrem de l'incendi.

Page 263: Temari Bombers Voluntaris

Metereologia

3

Figura 1. Gràfic de temperatura/humitat relativa per un període de 24h.

En la figura 1 es mostra el migdia, mitjanit, i migdia del dia següent. Una corba representa la temperatura i l’altra, la humitat relativa. A les primeres hores del matí, la temperatura és baixa i la humitat relativa és elevada, tot i que segurament haurà assolit el seu màxim al voltant de les 4 h solars, és a dir les 6 h oficials si es tracta de l’estiu. Mentre que el sol va pujant, la temperatura va augmentant i la humitat relativa va disminuint. Quan la temperatura arriba al seu màxim del dia (normalment a la tarda), la humitat relativa disminueix fins al mínim. Aquest és el moment que hi ha la humitat mínima als combustibles fins. Quan el sol va baixant, la temperatura cau i la humitat relativa comença a pujar de nou.

3.3. EL VENT Pel que fa al vent, hem de diferenciar els vents generals o de gradient, dels vents locals. En ambdós casos el principals paràmetres a observar són la direcció (º respecte al N, s’indica d’allà on bufa) i la velocitat del vent (km/h; m/s). Com més fort sigui el vent, més ràpida serà la propagació de l'incendi. El vent té un triple efecte:

- Aporta oxigen en forma d'aire que alimenta la combustió, - Estén (o corba) les flames per poder escalfar els combustibles situats per davant del

front de l'incendi. - Fa volar paveses per davant del foc principal que poden provocar focus secundaris.

El vent és el principal factor que influeix en la propagació de l'incendi. Ara bé, cal considerar la interacció de la meteorologia (en aquest cas el factor vent) amb la topografia, que condiciona la dinàmica de vents a la zona. Hi ha sistemes diferents de classificació dels vents segons la seva intensitat. El sistema més utilitzat i també més intuïtiu, és la famosa escala de Beaufort. Podem dir que és un llenguatge internacional per parlar d’intensitat de vent. Amb tot, resulta més entenedor per als bombers donar aquests paràmetres en velocitat (Km/h).

Page 264: Temari Bombers Voluntaris

Metereologia

4

Taula 1. Escala de Beaufort

3.4. VENTS GENERALS O DE GRADIENT Són vents a gran escala ocasionats per sistemes d’altes i baixes pressions. La causa principal de la seva creació és el moviment de la terra i en conseqüència, la variació de pressió. Per denominar un cert vent , o bé es parla del sector geogràfic concret des d'on bufa, o bé se li dóna un nom propi. A Catalunya existeixen molts noms per designar els vents, depenent tant de l'àmbit geogràfic com de situacions meteorològiques determinades. Tot i això, els noms genèrics que prenen a la rosa dels vents són els següents:

Page 265: Temari Bombers Voluntaris

Metereologia

5

Figura 2. Rosa de vents.

Sectors (en graus sexagesimals) que corresponen a cada vent:

Vent del nord o tramuntana (N): de 337.5º a 22.5º Vent del nord-est o gregal (NE): de 22.5º a 67.5º Vent de l'est o llevant (E): de 67.5º a 112.5º Vent del sud-est o xaloc (SE): de 112.5º a 157.5º Vent del sud o migjorn (S): de 157.5º a 202.5º Vent del sud-oest o garbí (SW): de 202.5º a 247.5º Vent de l'oest o ponent (W): de 247.5º a 292.5º Vent del nord-oest o mestral (NW): de 292.5º a 337.5º

A vegades, quan la direcció del vent oscil·la en més de 45 graus, es parla de:

Vent de component nord (entre 315º i 45º) Vent de component est (entre 45º i 135º) Vent de component sud (entre 135º i 225º) Vent de component oest (entre 225º i 315º)

L’efecte Fogony és un vent sec, característic del costat de sotavent dels massissos muntanyosos.

Figura 3. Croquis efecte Fogony

Page 266: Temari Bombers Voluntaris

Metereologia

6

És freqüent, però no sempre, durant l’estació càlida. Els vents Foëhn normalment són bastant forts i constants, amb velocitats de 60 a 100 km/h però poden arribar a 150 km/h. Usualment, la humitat relativa caurà amb el començament dels vents Foëhn, i es produirà una disminució en la humitat del combustible. Un vent típic Foëhn a Espanya és el cerç o mestral de la Vall de l’Ebre després de superar la serralada Cantàbrica. Aquest vent és el principal responsable dels grans incendis a Tarragona i Castelló. Un altre exemple seria el Fogony al Pallars provocat per un vent del nord després de superar els Pirineus.

3.5. VENTS LOCALS: MARINADES, TERRALS I TOPOGRÀFICS Els vents locals són producte de l’escalfament diferenciat del territori. Destaquen els següents: Les marinades o brises marines, els terrals i els vents topogràfics.

La marinada o brisa marina és un vent diürn. La terra, que s'escalfa més ràpidament que el mar, fa augmentar la temperatura de la massa d'aire que té per sobre. Aquest aire més calent s'eleva i és substituït per l'aire més fred situat sobre el mar. És un flux continu que augmenta al llarg del dia i pot arribar als 30-40 km/h. El Terral o brisa terrestre és un vent nocturn. El mar té més inèrcia tèrmica que la terra, és a dir li costa més guanyar i cedir temperatura. A la nit, el mar manté més la temperatura adquirida al llarg del dia i escalfa l'aire que té per sobre. A la terra s’origina un flux d'aire fred cap al mar que substitueix la massa d'aire que aquest té a sobre. La velocitat més habitual es troba entre 5 i 15 km/h. Les marinades i els terrals són en realitat la versió diària i nocturna respectivament, d'un mateix moviment de vent. El mapa diari de direccions de vent al litoral té forma de 8, característic de cada zona de Catalunya.

Figura 3. Esquema de la marinada (esquerra) i el terral (dreta).

Normalment, aquests vents s’aturen a la serra litoral, però a Catalunya penetren cap a l'interior a través de les valls importants com la de l’Ebre, la del Llobregat, etc. Pel que respecta als vents topogràfics de vessant i de vall es donen en llocs amb relleu on es produeix l'efecte diferencial de l'escalfament del terreny. La pauta general és tenir vents diürns ascendents i vents nocturns descendents.

Page 267: Temari Bombers Voluntaris

Metereologia

7

La velocitat dels vents topogràfics diürns oscil·la entre 15 i 25 Km/h, mentre que la dels vents nocturns es situa entre 3 i 8 Km/h. El màxim en els vents ascendents es dóna al voltant de mitja tarda i en els descendents poc després de mitjanit. El canvi de sentit del vent es dóna al vespre de forma gradual i en aquest interval sol estar calmat durant una hora o més.

Per entendre la dinàmica dels vents tindrem en compte els aspectes següents: - El vent és un fluid i es comporta com a tal. - L'aire flueix de les superfícies fredes a les calentes. - Les vessants S i W, per estar més exposades a la

radiació solar, s'escalfen més que altres orientacions i les ratxes de vent són més fortes.

- Els accidents topogràfics fan variar la direcció i la velocitat del vent.

Figura 5. Dinàmica de vents locals

Alguns dels riscos associats a aquestes tipologies de vent es descriuen a continuació.

Durant la mitja tarda, quan els vents de vessant amunt es troben al seu màxim, poden causar que un foc que estigui cremant en una vessant experimenti una ràpida propagació del foc. A la nit, si el vent descendent flueix prou fort, un foc a la vessant començarà a córrer vessant avall. Els vents descendents rarament provoquen condicions perilloses, però cal considerar la intensitat d’aquest factor.

Amb tot però, també cal valorar altres paràmetres com: - dies des de l’última pluja

(permet valorar la disponibilitat del combustible)

- nuvolositat (per conèixer la radiació incident en la vegetació i d’aquesta manera deduir el grau de disponibilitat d’aquesta)

- estabilitat atmosfèrica que es defineix com la resistència de l’aire al moviment vertical. Quan l’aire és estable, hi ha molt poc moviment cap amunt o avall i es produeix una barreja escassa.

Figura 4. Dinàmica dia-nit dels vents topogràfics.

Page 268: Temari Bombers Voluntaris

Metereologia

8

Els focs forestals estan molt condicionats per l’aire, que en definitiva és un moviment atmosfèric. El primer punt a tenir en compte inclou els vents superficials amb la seva temperatura i humitat. No tan comuns, però igual d’importants, són els moviments verticals que afecten els incendis de formes diferents. L’estabilitat de l’aire pot revifar o amainar el moviment vertical de l’aire. Si l’aire és inestable, se’n produirà l’ascensió, bufarà aire pels costats de l'incendi i farà que n’augmenti la intensitat. L’aire inestable també afectarà indirectament el comportament de l'incendi. Els vents tendeixen a ser turbulents i arremolinats, provocant un comportament erràtic de l'incendi; les tempestes tendeixen a desenvolupar forts moviments ascendents i descendents.

Taula 2. Indicadors visibles d’atmosfera estable/inestable

Indicadors visibles d’aire estable/inestable

Estable Inestable

Els núvols en forma de capes, sense

moviment vertical; núvols del tipus estrat

Els núvols creixen verticalment; núvols del

tipus Cúmuls

La columna de fum es dispersa després de

elevar-se una mica.

Corrents ascendents i descendents; el fum

s’eleva a gran altura; vents arremolinats.

Pobre visibilitat a nivell baix degut a

l’acumulació de boirina i fum.Bona visibilitat.

Vents en calma. Remolins de pols.

Refredament a poca altura: capes de boira. Escalfament a poca altura.

- Punt de rosada: És la temperatura a la qual el vapor d'aire condensa i és un indicador

de la humitat absoluta de la massa d'aire. Com més baixa és la temperatura de rosada, menor es la humitat absoluta de la massa d'aire. El seguiment de l’evolució de la temperatura de rosada permet identificar els canvis de massa d’aire i per tant, moments de gran inestabilitat atmosfèrica.

- La sequera acumulada indica la disponibilitat dels combustible gruixuts i de la fullaraca

més profunda per cremar, així com la quantitat de necromassa nova generada pels vegetals vius. El grau de sequera i la velocitat a la qual ha progressat assenyala en quines condicions poden ocórrer propagacions de foc extremes, i quin tipus de comportament del foc es pot esperar.

Després d’aquesta àmplia reflexió es conclou que en l’incendi influeixen tant les condicions del dia en que es declara, com el temps que ha fet durant els dies anteriors. Una manera de conèixer (encara que sigui de forma aproximada) el risc de propagació del foc forestal és identificant la disponibilitat del combustible fi i mort (< 6mm de diàmetre, constituït fonamentalment per gramínies i acícules de pi), ja que es tracta d’un dels factors més importants dels incendis forestals a Catalunya. És així perquè l’acumulació de combustible per períodes de no gestió fa que aquest acabi essent el combustible dominant. Aquest combustible permet la conducció del foc en anys normals, de precipitacions importants o de sequeres mitjanes. En anys de sequera, la resta de la vegetació també n’afavoreix la propagació.

Page 269: Temari Bombers Voluntaris

Metereologia

9

Com a norma, aquest material es classifica com a 1 hora de retard. Això vol dir que aquest combustible tarda una hora en assecar-se o una hora en mullar-se depenent de la humitat atmosfèrica dominant. És doncs, el responsable que els focs cremin millor de dia que de nit. Ull però, ja que és el responsable de les represes, doncs una hora després de mullat ja pot tornar a assecar-se.

La humitat ambiental és la que determina la capacitat de cremar d’aquest combustible, ja que en condiciona la humitat. De fet, i entenent aquesta regla de forma orientativa, la humitat del combustible fi mort s’assoleix dividint la humitat ambiental per 5; ara bé, existeixen unes taules que permeten ajustar aquest valor i que s’exposen a continuació:

A) Càlcul aproximat de la Humitat del Combustible fi mort (HCF)

De forma més acurada es pot fer el mateix càlcul però a partir de les taules que s’exposen a continuació:

Page 270: Temari Bombers Voluntaris

Metereologia

10

B) Càlcul acurat a la baixa de la humitat dels combustibles fins morts (veure bloc apartat 12).

Full tipificat de Càlcul de la HCF

* Les dades que es sol·liciten en aquest full s’extreuen de les taules que s’exposen a

continuació

Punt de projecció Dia o nit

Càlculs durant el dia 1.-Temperatura ºC 2.-Humitat Relativa (%) 3.-HCF de referència (taula sense cor.) 4.-Mes de l’any 5.-Exposat o ombrejat 6.-Hora 7.-Canvi d’elevació 8.-Orientació de projecció 9.-Pendent 10.-Correcció en % de la HR (Taules) 11.-HCF resultant ( 3+10)

Càlculs durant la nit 1.-Temperatura ºC 2.-Humitat Relativa (%) 3.-HCF de referència (taula sense cor.) 4.-Hora 5.-Canvi d’elevació 6.-Orientació de projecció 7.-Orientació del lloc de càlcul 8.- Correcció lloc projecció en % 9.- Correcció lloc de càlcul 10.- HCF correcció (8-9) 11.- HCF resultant (3+10)

3.6. ÀREES D’ALTES I BAIXES PRESSIONS Àrees d’altes pressions: Estan formades per isòbares el·líptiques, amb valors creixents de la pressió des de la perifèria cap al centre. Corresponen a situacions anticiclòniques de gran extensió, amb vents circulant al seu voltant en l’anomenada circulació anticiclònica, és a dir en sentit horari a l’hemisferi nord i a l’inrevés a l’hemisferi sud. Correspon a escenaris meteorològics de bon temps. Figura 7. Mapa isobàric de situació anticiclònica.

Page 271: Temari Bombers Voluntaris

Metereologia

11

Àrees de baixes pressions: Estan formades per isòbares circulars o el·líptiques, amb valors decreixents de la pressió des de la perifèria cap al centre. Les depressions o àrees de baixes pressions són de menor extensió que els anticiclons fixos i gairebé sempre són mòbils, desplaçant-se d’oest a est. Els vents giren al seu voltant seguint l’anomenada circulació ciclònica, és a dir, en sentit antihorari a l’hemisferi nord. La nuvolositat i les precipitacions acostumen a ser abundoses. Figura 8. Mapa isobàric de situació ciclònica

3.7. SISTEMES METEOROLÒGICS: MASSES D’AIRE I FRONTS L’atmosfera no és homogènia. Es troba dividida en grans cossos o masses d’aire, que es diferencien les unes de les altres atenent a característiques termodinàmiques, temperatura i humitat. Les masses d’aire es traslladen fora de les seves regions d’origen, obeint les lleis de la circulació general atmosfèrica i modifiquen les seves propietats en moure’s per altres regions. La classificació d’aquestes masses respon a les regions d’origen (regió font), de manera que podem diferenciar 4 grans tipologies de masses d’aire:

- Aire àrtic - Aire polar - Aire tropical - Aire equatorial

Les masses d’aire es barregen poc. Mantenen superfícies de separació bastant definides. Aquestes superfícies de separació són les superfícies frontals i la seva intersecció amb el sòl s’anomena front. Existeixen diferents tipologies de front:

- Front estacionari: Aquell en què les masses freda i càlida no avancen l’una contra l’altra.

- Front mòbils: Entre ells hi ha els següents:

Front fred: L’aire fred avança sobre el càlid, el desplaça i l’obliga a elevar-se de forma violenta i desordenada. Provoca un canvi de la direcció del vent en direcció al vent associat amb el front fred, amb un augment considerable de la seva força. Al mateix temps va associada una baixada dràstica de la humitat relativa. Els vents associats amb un típic front fred són:

- Vents del sud-est al sud-oest davant del front; - Vents de l’oest a nord-oest darrere el front amb aire més fred.

Page 272: Temari Bombers Voluntaris

Metereologia

12

Indicadors del pas d’un front fred:

- Es pot veure una línia de núvols cúmuls aproximant-se des de l’oest cap al nord-oest. - Normalment, els vents canvien de sud-est cap a sud-oest, i augmenten la velocitat

abans de l’arribada del front. - Els vents seran més forts, erràtics i ratxats a mida que el front us vagi atrapant. - Els vents continuaran girant a mida que el front passi, normalment resulten vents forts,

ratxats i freds de l’oest i nord-oest.

Front càlid: L’aire càlid avança contra el fred, però aquest es resisteix a ser desplaçat enganxant-se al terra i oferint al càlid un pendent suau per on ascendeix, de forma ordenada i lleu.

En les operacions d’extinció d’incendis forestals cal considerar aquesta possibilitat, doncs el fet que el pas d’un front impliqui canvi en la direcció del vent pot comportar un canvi d’alineació de forces i en definitiva, del comportament de l’incendi (p.ex. un flanc pot transformar-se en cap de l’incendi).

3.8. CONDICIONS SINÒPTIQUES Existeixen 3 principals situacions sinòptiques que comporten risc d’incendi a Catalunya: Situació de vents de nord. Es produïda per la presència d’una zona de baixes pressions a la Mediterrània i una d’altes pressions al nord-oest de la Península Ibèrica que afavoreixen l’entrada d’un “txorro” d’aire de component nord a Catalunya. L’augment de l’activitat dels incendis, ve clarament determinada per la presència i persistència de vent fort i sec, afavorint la dessecació del combustible, facilitant la iniciació i propagació del foc.

- Zones d’afectació: Girona i vall de l’Ebre en forma de mestral, o subsidència.

Figura 5. Zones vulnerables a episodis de vent de nord

L’efecte de la subsidència es produeix en situacions sinòptiques de nord i principalment l’estiu. El vent general és aixecat pels Pirineus i mantingut en alçada per la marinada i els vents topogràfics ascendents, especialment forts en aquesta època de l’any. A la nit, els vents topogràfics descendents no mantenen el vent en alçada sinó que es veuen reforçats pel vent general. Aquest escenari pot provocar que la cua d’un incendi durant la nit es transformi en el cap de l’incendi.

Page 273: Temari Bombers Voluntaris

Metereologia

13

Figura 6. Croquis efecte subsidència

Situació de vents de l’oest. Es donen en presència d’una àrea de baixes pressions pel nord o nord-oest de la Península que afavoreix la circulació de la massa d’aire des de l’oest a l’est de la Península, amb la qual cosa la massa d’aire arriba a Catalunya rescalfada i resseca per l’efecte Foëhn. Alhora, aquestes situacions impedeixen la marinada i els seus efectes termohigromètrics.

- Zones d’afectació: Serralada prelitoral entre el Garraf i l’Ebre

Figura 7. Croquis zones d’afectació situació sinòptica d’oest

Situació de vents de sud. Es dóna amb la presència d’una àrea de baixes pressions a l’oest de la Península i una zona d’altes pressions al Mediterrani, que afavoreixen l’entrada de vents de component sud procedent del desert del Sàhara (massa d’aire continental tropical). Amb aquestes onades de calor saharianes es pateixen temperatures extremadament altes i baixes humitats relatives a tot el país.

Page 274: Temari Bombers Voluntaris

Metereologia

14

- Zones d’afectació: Façana litoral i vall del Llobregat.

Figura 8. Croquis zones d’afectació situació sinòptica de sud

3.9. CONCEPTES COMPLEMENTARIS Atmosfera. Capa d’aire que envolta la terra i on tenen lloc els fenòmens meteorològics. No és una massa homogènia, sinó que es compon de masses diferents amb diferents característiques físiques. La seva composició consta de:

Gasos en proporcions fixes (O2,N2,CO2, H2, He...) Gasos en proporcions variables (vapor d’aigua) Partícules en suspensió (cendres, pol·len, espores...)

Els principals gasos són vapor d’aigua (que condiciona la humitat del combustible), l’ozó (que absorbeix la radiació) i el diòxid de carboni que provoca l’efecte hivernacle.

Pressió. Força per unitat de superfície que exerceix la columna d’aire sobre un lloc determinat. Varia amb l’altitud, temperatura i humitat. El moviment de l’aire és des de zones de major pressió a zones de pressió més baixa, seguint un gradient descendent. A menys pressió l’aire augmenta de volum i disminueix la seva T.

La pressió varia: (1) en augmentar la temperatura, doncs l’aire es dilata, és més lleuger que l’aire ambient i s’eleva, per tant la pressió baixa, (2) en variar la humitat de l’aire. A igual pressió, un litre de vapor d’aigua és més lleuger que un litre d’aire sec. Així, en les regions de forta evaporació, on el vapor d’aigua augmenta la seva presència en l’aire, la pressió baixa.

Circulació general atmosfèrica. Pel fet que la terra gira sobre si mateixa, l'aire està sotmès a una sèrie d’interaccions que fan que es mogui contínuament. Aquest moviment es coneix com circulació general atmosfèrica.

Page 275: Temari Bombers Voluntaris

Metereologia

15

Si la terra no girés, l’únic motiu del desplaçament de l’aire seria el tèrmic. Donat que l’aire que es troba a l’Equador és molt càlid, aquest pujaria per convecció i deixaria que l’aire fred procedent del pol ocupés el seu lloc. A l’Equador es formaria una zona de baixes pressions mentre que als pols es formarien zones anticiclòniques. Temperatura. Paràmetre indicador de l’estat d’agitació molecular. Com més alta és l’agitació més alta és la temperatura. En general la temperatura de l’aire disminueix amb l’alçada. L’augment a l’atmosfera comporta una disminució de la humitat relativa. El seu gradient determina la divisió vertical de l’atmosfera.

Figura 9. Perfil vertical de l’atmosfera i la variació de la temperatura amb l’alçada

Inversió tèrmica. Irregularitat en la distribució del gradient vertical de temperatura en l’atmosfera. La provoca l’estancament d’una capa d’aire calent en alçada. Aquest fenomen s’associa a situacions d’estabilitat. Indicadors d’inversió:

Aire en calma Capes de boira fins una determinada alçada Les columnes de fum pugen fins la capa de d’inversió Visibilitat reduïda a les valls

En condicions d'inversió, el fum i els gasos calents generats per un foc pujaran tan sols fins que la seva temperatura iguali la de l’aire del voltant; llavors, el fum s’aplana i es propaga horitzontalment degut a que ha perdut el seu empenyiment fred.

Page 276: Temari Bombers Voluntaris

Metereologia

16

Les inversions que es formen a la nit són conegudes com inversions nocturnes o inversions superficials. Les inversions nocturnes són importants en el comportament del foc i són freqüents durant temps calmat i estable. Normalment, són fàcils d’identificar degut a que atrapen el fum, impureses i gasos i provoquen una visibilitat pobre a les valls.

Una inversió s’eleva o es trenca com a resultat de la irrupció de vents en l’aire estable. Quan una inversió comença a elevar-se o trencar-se, la massa d’aire passa d’estable a inestable. El comportament d’un incendi quan es dóna una inversió, pot canviar radicalment quan la capa d’inversió es destrueix. Les inversions acostumen a elevar-se a la mateixa hora cada dia. Prenguem nota d’aquest patró, ens ajudarà a “predir” el que pot succeir en un incendi.

Una inversió també pot causar condicions perilloses de vol degut a la baixa visibilitat i pot fer restringir operacions normals de vol. Tempesta. És un temporal local i violent produït per un núvol cumulonimbus. Solen anar acompanyats de pluja, llamps i vents forts i canviants. Aquest fenomen és important a Catalunya, ja que és l’origen de les ignicions causades per tempestes seques i facilita el creixement d'altres que estiguin en funcionament.

Figura 10. Dinàmica de vents en una situació d’inestabilitat amb tempesta

Indicadors visuals per poder reconèixer una tempesta:

- Núvols cúmulus de gran alçada que tenen aparença de coliflor. - Base del núvol, pla i fosc. - Presència de virga (pluja que no arriba a caure a terra). - Generalment, la direcció del moviment de la tempesta és en la direcció dels vents en

alçada. Podem saber cap a on es mou la tempesta observant la punta de l'enclusa. - Els vents descendents de les tempestes que arriben a terra, normalment, es propaguen

radialment en totes les direccions. Aquests vents són de 40 a 65 km/h i poden arribar als 100 km/h.

- Els vents superficials d’una tempesta seran més forts en la direcció en què s’està produint la tempesta.

- La velocitat i direcció del vent de les tempestes poden ser alterades per la topografia i la vegetació.