FORMULA: “IOWA”DE GALONAJE

El hecho más impresionante acerca de la investigación sobre las boquillas de niebla que se ha hecho durante los últimos 50 años en más de 10 países es la convergencia de toda esta investigación sobre las mismas conclusiones.

En estas conclusiones, el autor llega a la conclusión, que establecen sin ninguna duda de que las boquillas de niebla pueden ser utilizadas segura y efectiva para combatir incendios estructurales confinados, así como otros tipos de incendios.

Un resultado muy interesante de la investigación sobre las boquillas de niebla es la prueba de que las dos fórmulas de tasa de flujo creadas en dos países diferentes con 36 años de diferencia son en realidad la misma fórmula. Una de ellas utiliza en la fórmula el sistema Inglés de medida mientras que la otra fórmula utiliza el sistema métrico decimal. Por lo tanto, no es inmediatamente obvio que las dos fórmulas son en realidad lo mismo.
El cambio de uso de boquillas de ánima lisa por el uso de boquillas de niebla comenzó en los EE.UU. después de un discurso dado por el jefe Lloyd Layman del Departamento de Bomberos V Parkersburg W para la Conferencia de Instructores de Departamentos de Incendios (FDIC Fire Department Instructors Conference) en Memphis, TN, EE.UU., en 1950.

El jefe de Layman habría llevado a cabo la primera la investigación sobre el uso de boquillas de niebla en la Escuela de Bomberos de la Guardia Costera de los Estados Unidos, Ft. McHenry, Baltimore, MD, EE.UU., durante la Segunda Guerra Mundial.

La primera fórmula fue creada en 1954 por dos hombres, Keith Royer (Director) y Bill Nelson (Chief Instructor), en el Instituto del Servicio de Bomberos, de la Universidad Estatal de Iowa en Ames, Iowa, EE.UU.. En ese tiempo se sabía muy poco sobre el comportamiento del fuego o el comportamiento del agua en los incendios estructurales.

La mayor información provenía de Combustion Engineering. Por lo que comenzaron su propia investigación, un análisis sistemático de incendios de estructuras reales.

Luego volvieron su atención a una segunda pregunta básica: la cantidad de agua que se necesita para controlar un incendio con boquillas de niebla?  Ellos respondieron a esta pregunta mediante la creación de la siguiente fórmula.
Gal = Vol 200
En esta ecuación, Gal = el número de galones de agua, Vol = volumen de un espacio confinado en de pies cúbicos, y 200 = una constante determinada por dos hechos científicos.
El primer hecho es que un galón de agua líquida se convierte en un gas (vapor de agua) a 212 [grados] F en una proporción de 1: 1.700. Es decir, un pie cúbico de agua en estado líquido se expande hasta 1.700 pies cúbicos de vapor. Ya que un pie cúbico de agua contiene 7,48 gal, un galón de agua produce 1.700 / 7,48 = 227, O 227 pies cúbicos de vapor. Por lo tanto un galón de agua se convierte en suficiente  vapor para llenar un 227
[Ft.sup.3] espacio confinado. Este número se redondea hacia abajo a 200 para permitir una tasa del 90 por ciento de la conversión en vapor en lucha contra el fuego real.

El segundo hecho es que un pie cúbico de oxígeno puro combinado con carburantes convencionales produce 538 BTU de calor. Puesto que el aire contiene 21 por ciento de oxígeno en volumen, y la producción de llama se detiene cuando el nivel de oxígeno llega a 15 por ciento, por lo tanto 21% – 14% = 7%.
Así, sólo esta cantidad de oxígeno, el siete por ciento de aire, está disponible para
la combustión con llama.
Multiplicar siete por ciento por el número de unidades térmicas británicas producido por un pie cúbico de oxígeno da x 0.07 = 37 BTU
Este es el número de unidades térmicas británicas producidas por un pie cúbico de aire. El número de BTU producido por 200 pies cúbicos de aire es de 37 x 200 = 7.400 btu

Para elevar la temperatura de un galón de agua de 62 [grados] F a 212 [grados] F requiere 1.250btu (1 galón pesa 8,34 libras x 150 = 1.250). Para vaporizar un galón de agua a 212 [grados] F requiere 8.090 BTU (8.34 X = 970.3 8.090) Si un galón de agua se aplica a un incendio de 62 [grados] F, entonces este galón absorbe 9.340 BTU. Desde 7400 <9.340, la conclusión es que un galón de agua puede absorber todo el calor producido por 200 pies cúbicos de aire Observe el margen de seguridad, cerca de 2.000 BTU

Es muy notable que los hechos científicos convergan en la misma constante, 200. Esto proporciona una base sólida para la validez de la fórmula “Iowa de galonaje”.
Para convertir la fórmula de galonaje a una fórmula métrica, debemos comenzar con el litro. El litro, como el galón, es una medida de volumen y un galón iguala 3.785 L
Dado que el volumen de las estructuras es usualmente expresado en metros cúbicos, debemos transformar litros a metros cúbicos Esto es fácil de hacer en el sistema métrico.

Un litro es igual a un decímetro cúbico, o una milésima parte de un metro cúbico.
1.000 L = 1 [m3]
La relación de expansión de agua líquida en vapor es de 1: 1.700, no importa la unidad de medida utilizada.
Por lo tanto un litro de agua se expande a 1.700 litros de vapor.
L = V / 1.700
En esta ecuación, tanto L y V son en litros. Para cambiar el número V a metros cúbicos, es necesario dividir el numerador y el denominador de la fracción por 1.000.

L = V / 1.000
1.700 / 1.000
‘V / 1.000’ puede ser reescrito como ‘Vol’ en metros cúbicos Puesto que la fórmula de Iowa supone un 90 por ciento de tasa de conversión del agua en vapor, hay que hacer lo mismo con la fórmula métrica.
L = Vol
1,5
Esta es la fórmula Iowa de galonaje en unidades métricas.

Paul Grimwood ha realizado una amplia investigación sobre los caudales utilizados por varios Departamentos Europeos de Incendios. En su libro, Ataque de Niebla (Fog Attack), resumió su trabajo afirmando que el caudal de 0,5 Lpm / [m3] está cerca de la media utilizada por los bomberos en la lucha contra incendios de estructuras reales. En un
artículo reciente que presenta una fórmula que se caracteriza por una tasa mínima de flujo.

Lpm = A X 2
En esta ecuación Lpm es la tasa de flujo, y ‘A’ es el área del piso del espacio confinado en [m2].
Esta ecuación se diferencia de la fórmula del galonaje de Iowa en dos aspectos en primer lugar, es una formula de tasa de flujo, no es una fórmula de galonaje. En segundo lugar, ii implica área del espacio confinado, no el volumen.
Lo que tenemos que hacer es cambiar la fórmula del galonaje de Iowa para una fórmula de velocidad de flujo. Cualquier fórmula de velocidad de flujo debe tener tiempo como factor.

ROF X t = Gal (o L)
Una fórmula de velocidad de flujo sin tiempo como factor es válida para un tiempo de sólo un minuto.
RoF X 1 = Gal (o L)

Por ejemplo, un RoF de 100 Lpm es igual 100L sólo por un tiempo de un minuto. Para todas las otras veces la ecuación es falsa (no igual) Así que hay que hacer este cambio para la fórmula de tiempo de galonaje de Iowa da:
Lpm X t = Vol
1,5
Hacer lo mismo para la fórmula de Grimwood y da la siguiente ecuación

Lpm X t = A X 2
Hay un cambio final. La fórmula Grimwood debe cambiarse a volumen. Esto se hace
multiplicando el área (A) por la altura del techo. Vamos a hacer esto para 2,5 my 3,0 m (8 pies y 10 pies). Por supuesto si multiplicamos el numerador de una fracción por un número, tenemos que hacer lo mismo con el denominador.
Lpm X t = 3 X A X 2
Lpm X t = 2,5 X A X 2
2,5
Ya que 3X A (de 2,5 X) es igual al volumen, podemos cambiar la anotación para obtener las siguientes ecuaciones

Lpm Xt = Vol. X2
Lpm Xt = Vol. X 2
2,5
Nuestra cambio final es simplificar el numerador de cada fracción multiplicando el numerador y el denominador por 0,5.
Lpm X t = Vol.
Lpm X t = Vol.
1,5
1,25

En esta fórmula, Lpm = litros por minuto y Vol = volumen de un espacio confinado en metros cúbicos.
Tenga en cuenta que la altura del techo de 3 m (10 pies) da una fórmula idéntica a la fórmula Iowa de la velocidad de flujo.

La altura del techo de 2,5 m (8 pies) está casi al 90 por ciento de la fórmula de Iowa.
¿Cuál es la importancia de este hallazgo? En primer lugar, estas dos fórmulas fueron creadas, con 36 años de diferencia y en diferentes países. Esto es un perfecto ejemplo de la convergencia de la investigación científica sobre el mismo conjunto de hechos y principios. Se esta vendiendo que la fórmula “Iowa de Grimwood” es la única fórmula válida que los servicios de bomberos tienen para determinar la cantidad adecuada de agua para usar en un Ataque con Niebla cuando el fuego implica totalmente un espacio confinado.

 

FIRE Magazine (UK) 2/04
Fire, Feb, 2004 by John D Wiseman, Jr

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