Fumar

El humo , o mancha en Quebec y Acadia , es una nube de gas, de vapores (más o menos calientes) y partículas sólidas emitidas por un incendio , reacciones químicas o calentamiento mecánico. Estas partículas son principalmente hollín ( carbón no quemado), así como cenizas volantes ; A menudo, el humo también contiene grandes cantidades de compuestos orgánicos y metálicos en pequeñas cantidades, pero muchos de ellos son tóxicos.

Fuentes de humo

A nivel mundial, los seres humanos están estadísticamente expuestos principalmente al humo de leña , carbón, cigarrillos y fuegos .

Sobre la base de los accidentes enumerados y su análisis de accidentes, los accidentes con fuentes de humos más peligrosos surgen primero en la industria química (que fabrica y / o manipula materiales inflamables y / o peligrosos, a veces fuentes de reacciones exotérmicas ...), luego en agroquímicos y fitosanitarios (producción y almacenamiento) y finalmente en depósitos, vertederos o stocks de neumáticos, etc. Los productos o materiales frecuentemente involucrados son plásticos (PVC, neopreno, poliestireno, etc.), cauchos (llantas), revestimientos sintéticos, aislantes, textiles, alfombras, tapices, barnices, colas, combustibles y solventes, aislantes térmicos, cables eléctricos, todos a menudo con un alto potencial de humos tóxicos.

Toxicidad y peligros de los humos

Durante un incendio , el humo representa varios peligros que pueden combinar sus efectos o incluso actuar de forma sinérgica:

Su opacidad y su capacidad para dificultar la respiración dificultan considerablemente la evacuación (de un edificio o de un bosque o sabana en llamas, etc.), la detección de víctimas inanimadas así como el avance de los servicios de emergencia; También tiene un "efecto filtro " que modifica la percepción de los colores por parte de los bomberos , y por tanto la lectura del fuego : las llamas amarillas aparecerán rojas a través del humo, y si el techo de humo es espeso, puede ocultar el humo. de llamas que anuncian el destello generalizado ;
Además de CO 2y el asfixiante CO, el humo contiene decenas a cientos de compuestos tóxicos que causan envenenamiento ; La inhalación de humo es la principal causa de muerte en un incendio. El efecto tóxico puede persistir una vez extinguido el fuego. El humo tiene toxicidad sistémica. La toxicidad de los incendios rurales tampoco debe subestimarse (la paja y la hierba en pie también pueden liberar compuestos hidrocianicos tóxicos cuando se queman (durante un incendio de rastrojo). La inhalación de humo enfriado es perniciosa porque causa poca o ninguna molestia inmediata o a corto plazo. El negro de carbón depositado por los humos es cancerígeno y muchas partículas depositadas por los humos son tóxicas (especialmente en caso de combustión de desechos y desechos Los humos de accidentes nucleares o incendios forestales contaminados por lluvia radiactiva, después del desastre de Chernobyl, por ejemplo, también son radiactivos y responsables de las reemisiones y movimientos geográficos de radionúclidos.son por ejemplo los humos de combustión de plaguicidas, humos de fuego de municiones o explosivos , humos de soldadura (fuente de nanopartículas y vapores metálicos). Los fuegos de leña son una fuente de productos tóxicos y contaminantes.
El humo, cuando se produce, transporta calor (gases ardientes y partículas incandescentes); la inhalación de humo caliente puede causar quemaduras internas de los pulmones y las vías respiratorias ; al facilitar el aumento de temperatura en el local donde se propaga, puede provocar el nacimiento de otro incendio alejado del foco inicial;
Generalmente contiene gases no quemados resultantes de la pirólisis de materiales; Al mezclarse con el aire, puede provocar una explosión de humo ( contracorriente ) o incluso un flashover generalizado ( flashover ).
Algunos humos son muy ácidos (resultantes de la combustión del PVC, por ejemplo; solos o en combinación con el agua de extinción pueden degradar las instalaciones técnicas y los materiales de construcción; las estructuras pueden sufrir daños irreversibles, incluso después de una breve exposición, incluso para ciertos elementos de conexión. este problema después de un desastre están expuestos a averías y fallas estructurales en los días o semanas posteriores al desastre Existen procesos de descontaminación los cuales deben intervenir en las horas o días que la descontaminación de los humos de incineración de residuos efectuados antes de salir de la chimenea.

Humos tóxicos del fuego

INERIS los clasifica en tres categorías:

humos asfixiantes : son los más rápidamente fatales, principalmente con: NO, H2S, SO2, HCN, CO;
Humos irritantes : además del hollín (compuestos microparticulados de nitrógeno policíclico y carbono), pueden ser ácidos minerales y diversos productos orgánicos irritantes. Los gases ácidos inorgánicos más comunes en el humo del fuego son HCl, HBr, HF, NOx, SOx, P2O5. Los irritantes orgánicos son compuestos de carbono ( formaldehído , acroleína , butiraldehído, etc.), derivados del nitrógeno (NO, NH3, isocianatos , aminas );
humos con "toxicidad específica" : contienen determinados productos, a menudo en pequeñas cantidades, que pueden ser cancerígenos , mutágenos , alergénicos ... Generalmente los efectos no son agudos sino que se manifiestan a largo plazo (ej .: benceno , dioxina , dibenzofurano . ..).

Principales compuestos de humos tóxicos

Los principales compuestos producidos que se liberan durante un incendio son el carbono, el nitrógeno, el cloro y el azufre. Las variaciones cuantitativas y cualitativas de estos dependen de las condiciones de descomposición térmica, del análisis químico elemental del producto y del tipo de incendio. Por lo tanto, el nitrógeno de los incendios bien ventilados se libera en forma de NOx, mientras que a altas temperaturas cuando se ventila el fuego, el nitrógeno se libera principalmente en forma de HCN.

Según la guía SFPE Handbook of Fire Protection Engineering de 2002, citada por INERIS, estos son:

Monóxido de carbono (CO) y dióxido de carbono (CO2): los productos de combustión más frecuentes y abundantes. La cantidad total de CO producido es del mismo orden de magnitud para todos los materiales, ya sea un producto compacto o expandido, espuma flexible o rígida, plástico o material tradicional;
Ácido cianhídrico (HCN): producto liberado con poliamidas, poliacrilonitrilos, poliacrilonitrilos butadieno estireno (ABS), acrilonitrilo poliestirenos (SAN) y poliuretanos y nitro polímeros. A 1000 ° C , los poliuretanos liberan toda su masa en forma de HCN;
Óxidos de nitrógeno o vapores nitrosos NOx (NO, NO2): productos liberados con poliacrilonitrilos, poliamidas y celuloides;
Dióxido de azufre (SO2) y sulfuro de hidrógeno (H2S): productos liberados en el caso de polisulfonas y otros polímeros de azufre;
Ácido clorhídrico (HCl): producto liberado en el caso del PVC y sintéticos ignífugos con cloro (poliésteres clorados). Así, el PVC libera todo su cloro a 400 ° C en forma de HCl (1 botella de 55 g de agua mineral libera 15 l de HCl);
Ácido fluorhídrico (HF): producto liberado en el caso, por ejemplo, del politetrafluoroetileno;
Fosgeno (COCl2): este producto se libera en cantidades mínimas en ciertos casos de combustión;
Acrilonitrilo o cianuro de vinilo: producto emitido por SAN y ABS;
Estireno: producto liberado en el caso de poliestirenos;
Amoníaco (NH3): producto liberado en el caso de determinadas combustiones de poliamidas o durante la descomposición de fertilizantes. -
Ácido acético (CH3CO2H) y cloro (Cl2) en el caso de la combustión de acetatos de vinilo;
Bromo (Br2): producto liberado en el caso de ciertos productos retardantes de llama o halogenados, pero a menudo en umbrales muy por debajo de los umbrales tóxicos;
Metales (incluido el mercurio y el plomo que se subliman en vapor fácilmente inhalable a temperaturas de un fuego clásico);
Diversos residuos quemados de forma incompleta: alquitranes, hidrocarburos alifáticos o aromáticos en partículas muy finas (aerosoles), HAP (hidrocarburos aromáticos policíclicos, incluido el benzo (a) pireno) pueden invadir el tracto respiratorio (riesgo de edema bronquial y pulmonar).

Nota: Para HCl, HF y NH3, se produce una reacción con la humedad del aire porque estos productos son hidroscópicos.

Lucha contra el fuego

En algunos lugares (por ejemplo, establecimientos abiertos al público en Francia ), las normas de construcción exigen medios de extracción de humos .

En un incendio a volumen cerrado, la prioridad de los bomberos es controlar el humo:

confinamiento (cierre de puertas) o por el contrario evacuación (desagües, es decir una abertura, aunque signifique romper una ventana o el techo), eventualmente instalando una ventilación operativa ;
enfriamiento de los humos haciendo un chorro de agua difusa (nebulizada) y pulsada, o “dibujando” (dibujando letras en el aire con el chorro difuso).

Un solo kilogramo de plástico genera 2.500 m 3 de humo.

Humo de incendios forestales

Con ciclos planetarios normales de cambio climático, destrucción de humedales y mayor riesgo de incendios forestales , los impactos sobre la salud y el clima de los incendios forestales están aumentando , especialmente a medida que aumentan el tamaño y el tamaño de los incendios forestales. La duración de los incendios tiende a aumentar en varios regiones del mundo, incluidas las zonas habitadas.

Así, según un estudio reciente (revista Climatic Change, 2016) en el oeste de Estados Unidos, estos incendios se han convertido en fuente de ondas regulares de humo; Un evento que afecta un paisaje o una población que dura 48 horas o más se llama ola de humo; en la década de 2010, en esta región del mundo, son fuentes de más de dos tercios de las partículas que contaminan el aire en los días en que se superan los estándares federales de calidad del aire. Algunas comunidades humanas están expuestas a estos humos durante días o semanas (p. Ej., El oeste de los Estados Unidos o, por ejemplo, en el lago Seeley (ciudad de 1.600 almas ubicada a 50 kilómetros al noreste de Missoula ), donde la ciudad se ahogó en humo gran parte de agosto y principios de septiembre 2017, que provocó que la contaminación del aire se disparara hasta casi 20 veces el umbral clasificado como aceptable por la Agencia de Protección Ambiental ) o incluso meses ( Indonesia ), con riesgos agravados de enfermedades pulmonares y asma en particular. Estos incendios son fuentes de contaminación transfronteriza, lo que plantea cuestiones legales específicas en términos de prevención y legislación.

Este fenómeno podría agravarse a partir de 2050 en los países occidentales más de 80 millones de personas probablemente afectadas por un aumento de casi el 60% en el número de "ondas de humo", en detrimento de la salud pública y la calidad y duración del humo . Esto ha motivado varios estudios aún en curso sobre la medición de la contaminación, la química de estos humos y la evolución de contaminantes a diferentes alturas de la atmósfera. Estas mediciones se llevan a cabo mediante satélites y, en ocasiones, a través de muestras tomadas por aviones ( C-130 y pronto DC-8 y drones ) directamente en las columnas de humo de los incendios forestales.

Este trabajo debería permitir comprender y modelar mejor el comportamiento y la química y la toxicidad o ecotoxicidad del humo de los incendios de bosques, matorrales, terrenos baldíos, etc. particularmente en lo que respecta a contaminantes preocupantes como micro y nanopartículas, dioxinas, óxidos de nitrógeno (que indirectamente contribuyen a la formación de ozono troposférico, que es uno de los contaminantes preocupantes que tiende a aumentar en gran parte del mundo). Los investigadores también están interesados en el monóxido de carbono y una gran cantidad de COV ( compuestos orgánicos volátiles ). En la zona de lluvia radiactiva de Chernobyl, los incendios son la fuente de nuevas dispersiones de radionucleidos.

Estos humos son fuentes de aerosoles que absorben parte de la luz solar. También interactúan con el microclima, las precipitaciones y el clima global (pueden formar nubes, la mayoría de las cuales se clasifican en la familia de los pirocúmulos ). Por tanto, es importante comprender mejor el comportamiento de estos aerosoles cuando se absorben en las nubes. Es necesario comprender estos fenómenos (incluso cuando son el resultado del agotamiento y las quemas forestales prescritas ) para comprender sus efectos ecológicos y de salud pública , pero también para corregir los pronósticos meteorológicos durante y después de episodios importantes de incendios forestales.

Por la noche y en ocasiones durante el día (bajo inversión atmosférica ) parte del humo puede descender o estancarse en los valles, lo que empeora aún más la calidad del aire.

Este trabajo también permitirá estimar mejor las pérdidas inducidas en términos de carbono fijado temporalmente en la biomasa y en determinados sumideros de carbono y, por tanto, poder evaluar mejor las condiciones de neutralidad de carbono en el sector de la dendroenergía;

Sabemos que la salud de los bomberos urbanos se ve afectada por su trabajo por la toxicidad de los humos inhalados, pero en 2018 aún nos faltan datos sobre la salud de los bomberos forestales, profesionales o voluntarios.

Sarah Henderson, epidemióloga ambiental e investigadora del Centro BC para el Control de Enfermedades ( Vancouver , Canadá ) le gustaría estudiar la salud de los niños nacidos durante las olas de humo.

Uso táctico

Un sistema que genera humo se llama " generador de humo ". El ejército a veces utiliza bombas de humo para enmascarar la posición exacta de los soldados; también se utilizan para realizar balizas visibles durante el día desde el cielo, por ejemplo para marcar la zona de aterrizaje de un helicóptero ( drop zone o DZ). Las máquinas de humo también se utilizan para crear atmósferas en las discotecas . El humo se puede utilizar con fines recreativos, al igual que los petardos . Son fáciles de hacer y, a menudo, los hace usted mismo, por ejemplo, con pelotas de ping-pong.

En estos cuatro casos, los vapores actualmente se consideran no tóxicos.

Humo de grandes incendios: un modelo para estudiar cómo sería un invierno nuclear

En 2019, investigadores chinos (con el profesor Pengfei Yu, especialista en la evaluación de las consecuencias de una posible guerra nuclear en la Universidad de Jinan en Guangzho) utilizaron una gran columna de humo de incendios forestales en 2017 en el oeste de Canadá para perfeccionar el modelo de la efectos de una nube resultante de una guerra nuclear . El humo de un incendio forestal de este tipo se eleva a la estratosfera (+ 23 kilómetros) y literalmente queda incrustado allí; tardó unos 8 meses en disiparse (esta observación confirma las predicciones de los modelos nucleares de invierno .

Conservación de los alimentos

Exponer ciertos alimentos al humo (un proceso llamado ahumado ) aumenta su vida útil . Los más conocidos son el jamón , el pescado , el queso ...

Ver también

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Notas y referencias

Diccionario terminológico grande
La palabra humo todavía se usa
por ejemplo en la base de datos BARPI ARIA , utilizada por INERIS
INERIS; Toxicidad del humo ver p. 9/66
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