Temario de bomberos: definiciones fundamentales de química y física del fuego
En química del fuego siempre preguntan lo básico. En esta ficha tienes átomo, molécula, fórmula, número atómico, peso molecular, mol, peso específico, densidad relativa y flotación explicados como lo exige el tribunal, con tablas de gases y ejemplos reales de intervención. Al final puedes hacer el test gratis.
Índice de contenido:
- Concepto de átomo y estructura atómica.
- Concepto de molécula y fórmula química.
- Número atómico, peso atómico y peso molecular.
- Molécula-gramo (mol) y número de Avogadro.
- Peso específico y densidad relativa de gases.
- Flotación, GNL y comportamiento de gases en incendio.
- Tabla resumen y test gratis.
1. Concepto de átomo
Los átomos son las partículas fundamentales de la materia. Su tamaño es del orden de 10⁻¹⁰ m. Las sustancias formadas por una sola clase de átomos se denominan elementos. Actualmente hay 118 elementos confirmados en la tabla periódica.
Estructura del átomo
- Núcleo: compacto. Formado por protones (carga +, masa 1) y neutrones (sin carga, masa 1).
- Corteza o nube electrónica: electrones (carga -, masa despreciable) en orbitales alrededor del núcleo. En átomo neutro, nº protones = nº electrones.
- Conductores y aislantes: si los electrones externos están débilmente unidos, el material es buen conductor térmico y eléctrico. Si están fuertemente ligados, es aislante.
2. Concepto de molécula y fórmula química
La combinación de átomos forma una molécula. Si los átomos son de clases diferentes, se denomina compuesto.
La fórmula química expresa el número de átomos de cada elemento en la molécula, pero no siempre su distribución. Ejemplo: propano C3H8 indica 3 carbonos y 8 hidrógenos.
3. Número atómico, peso atómico y peso molecular
| Concepto | Definición para examen |
|---|---|
| Número atómico (Z) | Número de protones del núcleo. Determina el elemento y su posición en la tabla periódica. En átomo neutro coincide con nº de electrones. Z = p⁺ |
| Peso atómico | Masa relativa del átomo respecto a 1/12 del carbono-12, al que se asigna 12,000. Valor medio por isótopos. C = 12, H = 1, O = 16, N = 14 |
| Peso molecular | Suma de pesos atómicos de todos los átomos de la molécula. El subíndice indica nº de átomos de cada elemento. Ej: CO₂ = 12 + 16×2 = 44 |
Truco de examen: no confundas Z con A. Número másico (A) = protones + neutrones. Z es solo protones. Muy preguntado en química del fuego.
4. Molécula-gramo (mol)
Un mol es la cantidad de sustancia cuya masa en gramos es numéricamente igual a su peso molecular. Contiene 6,022 × 10²³ entidades (número de Avogadro). Es la base para calcular gases, mezclas y dosificación de agentes extintores.
Ejemplo: 1 mol de CO₂ = 44 g = 22,4 litros en condiciones normales.
5. Peso específico y densidad relativa de un gas
En temario de bomberos se usan dos conceptos que debes distinguir:
- Peso específico / densidad relativa de sólido o líquido: relación entre el peso de un volumen de esa materia y el peso de igual volumen de agua a 4 ºC. El agua vale 1. Si es >1 se hunde, si es <1 flota. 1 cm³ de agua a 4 ºC = 1 g.
- Densidad relativa de un gas: relación entre el peso de un gas y el peso de igual volumen de aire seco a misma temperatura y presión. Fórmula clave de examen.
🔥 Fórmula crítica de examen - densidad relativa gas:
dr = peso molecular del gas / 29 — siendo 29 el peso molecular medio del aire seco (aprox. 28,96).
Si dr > 1 el gas es más pesado que el aire y tiende a acumularse abajo. Si dr < 1 es más ligero y asciende.
| Gas habitual en intervención | Fórmula | Peso molecular | Densidad relativa (PM/29) | Comportamiento |
|---|---|---|---|---|
| Metano (GNL) | CH₄ | 16 | 0,55 | Más ligero que aire |
| Monóxido de carbono | CO | 28 | 0,97 | Similar al aire, se mezcla |
| Aire | — | 29 | 1 | Referencia |
| Propano | C₃H₈ | 44 | 1,52 | Pesado, se acumula bajo |
| Dióxido de carbono | CO₂ | 44 | 1,52 | Pesado, extintor y sótanos |
| Butano | C₄H₁₀ | 58 | 2,0 | Muy pesado |
6. Flotación y comportamiento de gases en incendio
La flotación es el empuje ascendente del fluido circundante sobre un volumen de gas. Determina hacia dónde irá una fuga.
- Flotación positiva: gas más ligero que el aire (dr < 1). Empuje ascendente, asciende y se dispersa.
- Flotación negativa: gas más pesado que el aire (dr > 1). Desciende, se acumula en zonas bajas, arquetas y sótanos.
- La temperatura influye: un gas caliente es menos denso y tiende a elevarse, aunque su peso molecular sea alto. Por eso los productos calientes de combustión suben.
⚠️ Nota de intervención - caso GNL:
El metano CH₄ tiene dr 0,55 y es más ligero que el aire. Sin embargo, los vertidos de gas natural licuado (GNL) generan vapores extremadamente fríos que son más densos que el aire y se extienden a ras de suelo sin diluirse. Pueden crear atmósferas inflamables extensas. Este matiz es muy preguntado en test de bomberos.
En intervención: gas con dr > 1 fugado puede recorrer metros hasta un foco de ignición. El CO₂ de un extintor (44) se acumula en el suelo. Los gases calientes de incendio, aunque pesados, ascienden por temperatura.
Resumen rápido para examen
- Átomo: protones y neutrones en núcleo, electrones en corteza.
- Z = protones, A = protones + neutrones, peso molecular = suma pesos atómicos.
- Mol: masa en gramos = peso molecular, 6,022×10²³ entidades.
- Densidad relativa gas: PM / 29. <1 sube, >1 baja.
- GNL: metano ligero pero vapor frío muy pesado, peligro por dispersión baja.
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